Os chips de diamante serão a próxima geração de soluções para sensores e elementos de potência que não têm medo de superaquecimento. Mas para a implementação em massa, é necessário um processo técnico eficiente e de baixo custo para a produção de filmes e substratos de diamante. Parece que os cientistas da Coreia do Sul encontraram uma solução. É relatado que eles aprenderam a sintetizar diamantes artificiais à pressão atmosférica normal e em equipamentos bastante simples, e em questão de minutos.
Tipos de diamantes sintetizados por cientistas da Coreia do Sul. Fonte da imagem: UNIST
Pela primeira vez, diamantes artificiais foram cultivados há quase 50 anos no laboratório da General Electric. Isso exigiu a simulação de condições no manto terrestre, onde os diamantes se formam naturalmente. Os cientistas colocaram sulfeto de ferro em um ambiente artificial com pressão de 10 mil atmosferas e temperatura de 1.400 °C, que, nessas condições e na presença de carbono, sintetizaram o diamante a partir de uma semente. Os diamantes sintéticos também podem ser produzidos por deposição química de vapor. Também na presença de uma semente e utilizando equipamentos complexos.
Cientistas do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) propuseram algo completamente diferente e simples. Ainda antes, um dos autores do novo trabalho notou que os átomos de carbono podem ser ligados na presença de gálio líquido. Seu ponto de fusão é de apenas 29,76 °C. Num ambiente de gás metano na presença de gálio, o carbono foi convertido em grafeno. Portanto, este método poderia ser usado para sintetizar diamantes.
A descoberta foi feita por acaso: uma gota de gálio líquido caiu sobre uma pastilha de silício e a dissolveu. Neste local, os cientistas descobriram inclusões de minúsculos diamantes. Outras pesquisas levaram ao desenvolvimento de um processo no qual uma mistura de gálio líquido, silício, ferro e níquel foi aquecida em um pequeno cadinho a uma temperatura de 1025 °C e exposta aos gases metano e hidrogênio. Em uma câmara de trabalho de pequeno volume, os diamantes apareceram em 15 minutos, sem a necessidade de semeadura.
Os cientistas estão confiantes de que graças à sua descoberta será possível lançar a síntese de substratos e filmes de diamante para as necessidades da indústria de semicondutores e muito mais.