De acordo com pt.wedoany.com-Pesquisadores do National Graphene Institute da Universidade de Manchester (Reino Unido) e da Universidade Sun Yat-sen (China) registraram pela primeira vez, em tempo real, a formação e o crescimento de nanoestruturas de telúrio semicondutor em líquido, utilizando microscopia eletrónica de transmissão em fase líquida.
O telúrio é um importante material semicondutor, amplamente utilizado em dispositivos eletrónicos, termoelétricos e optoeletrónicos, cujo desempenho depende em grande parte da forma e do tamanho das nanoestruturas. Controlar com precisão o seu processo de crescimento é crucial para otimizar o desempenho dos dispositivos. Anteriormente, era difícil para os cientistas observar diretamente os detalhes da nucleação e do crescimento das nanoestruturas de telúrio em ambiente líquido.
Com recurso à microscopia eletrónica de transmissão em fase líquida, a equipa de investigação observou todo o processo de precipitação do telúrio da solução e a sua auto-organização em nanoestruturas. Inicialmente, surgiram na solução partículas esféricas de "sementes cristalinas", a partir das quais cresceram nanofios finos e longos. À medida que o crescimento prosseguia, múltiplos nanofios começaram a competir pelo material de telúrio disponível na solução, resultando em diferenças significativas na velocidade de crescimento e na ramificação dos vários nanofios.
Medições quantitativas revelaram que a velocidade de crescimento era de aproximadamente 1 a 15 nanómetros por segundo, dependendo das condições de irradiação do feixe de eletrões e da presença de nanofios vizinhos. Este estudo estabeleceu pela primeira vez uma correlação quantitativa entre a cinética de crescimento local e a competição real entre nanoestruturas na solução.
A investigação também descobriu que a adição de nanopartículas de bismuto ao sistema altera significativamente o mecanismo de formação do telúrio. A introdução de bismuto aumentou o número de centros de nucleação, levando à formação de estruturas mais ramificadas, semelhantes a "fetos". Experiências adicionais de eletrodeposição confirmaram que o bismuto reduz o potencial necessário para a deposição de telúrio e aumenta o rendimento total de material de telúrio nas mesmas condições.
Os investigadores afirmam que a observação do crescimento em tempo real torna possível prever e controlar o comportamento do sistema em condições de síntese padrão. A professora Sarah Haigh salientou que esta é a primeira observação direta do aparecimento e evolução de nanofios de telúrio em ambiente líquido, o que ajudará a alcançar um controlo mais preciso da sua forma e estrutura. O coautor do estudo, Yi-Chao Zou, acrescentou que o efeito do bismuto é reproduzível tanto em experiências de microscopia como em eletrodeposição clássica, abrindo novos caminhos para o design direcionado de nanoestruturas.
Os autores consideram que a estratégia que combina microscopia eletrónica em fase líquida com aditivos controláveis não só permite descrever, mas também orientar os mecanismos de nucleação e crescimento de nanomateriais. Este método poderá acelerar o desenvolvimento de nanoestruturas de telúrio para dispositivos eletrónicos, conversão de energia e sensores, aplicações que exigem parâmetros extremamente precisos à escala nanométrica.
Este texto foi elaborado por Wedoany. Qualquer citação por IA deve indicar a fonte “Wedoany”. Em caso de infração ou outros problemas, informe-nos prontamente, por favor. O conteúdo será corrigido ou removido. E-mail: news@wedoany.com
