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  • Transistores feitos de nanofitas de grafeno fazem sensores de campo magnético eficientes
    p © istockphoto.com/merlinpf

    p O grafeno - uma única camada de átomos de carbono embalada em uma rede hexagonal - tem uma série de propriedades atraentes devido à sua geometria bidimensional. Tem, por uma coisa, boa condutividade elétrica que é de interesse para aplicações eletrônicas de alta velocidade. Seng Ghee Tan do A * STAR Data Storage Institute e colegas de trabalho da National University of Singapore mostraram que o grafeno tem aplicações adicionais no armazenamento de dados magnéticos. Eles desenvolveram um método para medir os campos magnéticos, detectando mudanças na resistência elétrica do grafeno. “As descobertas podem abrir novos caminhos no desenvolvimento de sensores de campo magnético miniaturizados, ”Diz Tan. p Os elétrons se movem dentro do grafeno quase sem qualquer obstáculo dos átomos da folha de carbono bidimensional. Esta boa propriedade de transporte é de interesse para o desenvolvimento de sensores de campo magnético porque a mudança no transporte de carga na presença de um campo magnético pode levar a uma mudança mensurável na resistência elétrica. Infelizmente, em dispositivos anteriores, a excitação térmica dos elétrons à temperatura ambiente tem dominado esse efeito da magnetorresistência e, até o momento, tem dificultado o uso do grafeno para essa finalidade.

    p Para resolver este problema, Tan e seus colegas de trabalho usaram um dispositivo de transistor feito de nanofitas de grafeno (veja a imagem). Ao contrário das folhas de grafeno convencionais, a restrição geométrica das nanofitas leva a uma lacuna nos estados eletrônicos (bandgap) das fitas, o que os torna semicondutores semelhantes ao silício.

    p O transistor de nanofita modifica o bandgap de forma que impede o fluxo de cargas elétricas pelo dispositivo (alta resistência). Um campo magnético, Contudo, faz com que o bandgap das nanofitas se feche, para que as cargas elétricas agora possam viajar livremente pelo dispositivo (baixa resistência). Geral, os pesquisadores foram capazes de alterar a resistência elétrica em mais de um fator de mil, variando o campo magnético de zero a cinco teslas. Além disso, o bandgap eletrônico no estado desligado era suficientemente grande para que as excitações térmicas dos elétrons fossem mínimas.

    p “Pudemos suprimir o ruído consideravelmente por causa da barreira de energia do dispositivo, ”Diz Tan. “Como resultado, temos uma melhor chance de fornecer um sinal de alta magnetorresistência, mesmo em temperatura ambiente. ”

    p Para aplicações comerciais, Contudo, mais pesquisas podem ser necessárias, já que a fabricação dos dispositivos continua desafiadora. A largura das nanofitas de grafeno é de apenas 5 nanômetros, que é menor do que o tamanho do recurso das atuais estruturas de transistores comerciais. No entanto, o desempenho impressionante do dispositivo alcançado em laboratório demonstra claramente o potencial do grafeno também para aplicações magnéticas.


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