Um novo avanço tecnológico pode abrir caminho para o uso de diamantes em aplicações tecnológicas, como telecomunicações rápidas e conversão de energia em veículos elétricos e usinas. Pesquisadores da Universidade de Chiba, no Japão, desenvolveram uma técnica inovadora baseada em laser que permite o corte de diamantes ao longo do plano cristalográfico ideal, sem rachaduras. Essa pesquisa foi recentemente publicada no periódico Diamond and Related Materials e pode auxiliar a indústria de semicondutores a adotar um dos materiais mais resistentes conhecidos pelo homem.
Os diamantes apresentam propriedades atraentes para aplicações em semicondutores, pois possuem uma banda proibida mais ampla do que o silício. Isso teoricamente possibilita a criação de semicondutores mais eficientes, capazes de operar em tensões, frequências e temperaturas mais elevadas. No entanto, transformar diamantes em semicondutores é desafiador, pois não existe uma técnica eficiente para fatiá-los em finas lâminas.
O professor Hirofumi Hidai e sua equipe na Universidade de Chiba propõem uma solução para esse problema: um processo de corte baseado em laser que pode cortar diamantes de forma limpa, sem quebrá-los. Segundo os pesquisadores, a nova técnica evita a propagação de rachaduras indesejáveis durante o processo de corte a laser, concentrando pulsos de laser curtos em um volume estreito semelhante a um cone dentro do material.
Esses pulsos de laser transformam o diamante em carbono amorfo com níveis de densidade mais baixos. Portanto, as regiões atingidas pelo laser sofrem uma redução na densidade e formação de rachaduras, afirmou o professor Hidai. Os pesquisadores criaram um padrão em forma de grade para guiar a propagação das rachaduras ao longo da trajetória de corte designada, enquanto uma agulha afiada de tungstênio foi usada para separar “facilmente” uma lâmina lisa do restante do bloco de diamante.
A Universidade de Chiba afirmou que essa nova técnica proposta pode ser um passo crucial para transformar diamantes em “materiais semicondutores adequados” para tecnologias mais eficientes no futuro. O professor Hidai enfatizou como o corte de diamantes com laser “possibilita a produção de lâminas de alta qualidade a baixo custo” e é indispensável para a fabricação de dispositivos semicondutores de diamante.
A pesquisa japonesa aproxima a indústria de concretizar a utilização de diamantes em semicondutores para diversas aplicações tecnológicas, afirmou Hidai. As lâminas cortadas a laser podem melhorar a taxa de conversão de energia em veículos elétricos e trens.
A Universidade de Chiba e a equipe do professor Hidai não estão sozinhas em seus esforços para transformar diamantes em semicondutores. A Amazon Web Services recentemente se uniu à Element Six (subsidiária do consórcio de diamantes De Beers) para criar diamantes sintéticos e utilizá-los na criptografia quântica. As duas empresas estão tentando explorar a absorção de fótons pelos diamantes para impulsionar avanços tecnológicos.
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