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  • A troca de substratos melhora as bordas das nanofitas de grafeno
    p O grafeno gravado com um substrato de sílica subjacente produz bordas irregulares (figura 1), mas forma bordas precisas quando colocado sobre nitreto de boro (figura 2). Crédito:Guangyu Zhang

    p Agora é possível fazer um material valioso para dispositivos spintrônicos e semicondutores - nanofitas de grafeno monocamada com bordas em zigue-zague. p Fitas minúsculas de grafeno são blocos de construção altamente procurados para dispositivos semicondutores por causa de suas propriedades eletrônicas previstas. Mas fazer essas nanoestruturas continua sendo um desafio. Agora, uma equipe de pesquisadores da China e do Japão desenvolveu um novo método para fazer as estruturas em laboratório. Suas descobertas aparecem na edição atual da Cartas de Física Aplicada .

    p "Muitos estudos previram as propriedades das nanofitas de grafeno com bordas em zigue-zague, "disse Guangyu Zhang, autor sênior do estudo. "Mas em experimentos é muito difícil realmente fazer esse material."

    p Anteriormente, pesquisadores tentaram fazer nanofitas de grafeno colocando folhas de grafeno sobre uma camada de sílica e usando hidrogênio atômico para gravar tiras com bordas em zigue-zague, um processo conhecido como corrosão anisotrópica. Essas arestas são cruciais para modular as propriedades da nanofita.

    p Mas esse método só funcionou bem para fazer fitas com duas ou mais camadas de grafeno. Irregularidades na sílica criadas por picos e vales eletrônicos tornam sua superfície áspera, portanto, criar bordas em zigue-zague precisas em monocamadas de grafeno foi um desafio. Zhang e seus colegas da Academia Chinesa de Ciências, Laboratório chave de Pequim para nanomateriais e nanodispositivos, e o Collaborative Innovation Center of Quantum Matter se uniu a colaboradores japoneses do National Institute for Materials Science para resolver o problema.

    p Eles substituíram a sílica subjacente por nitreto de boro, um material cristalino que é quimicamente lento e tem uma superfície lisa sem saliências e buracos eletrônicos. Usando este substrato e a técnica de corrosão anisotrópica, o grupo fez nanofitas de grafeno com apenas uma camada de espessura, e tinha bordas em zigue-zague bem definidas.

    p "Esta é a primeira vez que vimos que o grafeno em uma superfície de nitreto de boro pode ser fabricado de forma controlável, "Zhang explicou.

    p As nanofitas com bordas em zigue-zague mostraram alta mobilidade de elétrons na faixa de 2.000 cm2 / Vs, mesmo em larguras de menos de 10 nm - o valor mais alto já relatado para essas estruturas - e criado limpo, lacunas de banda estreita de energia, o que os torna materiais promissores para dispositivos spintrônicos e nanoeletrônicos.

    p "Quando você diminui a largura das nanofitas, a mobilidade diminui drasticamente por causa de defeitos nas bordas, "disse Zhang." Usando técnicas de fabricação de litografia padrão, estudos observaram mobilidade de 100 cm2 / Vs ou ainda menor, mas nosso material ainda excede 2.000 cm2 / Vs, mesmo na escala de sub-10 nanômetros, demonstrando que essas nanofitas são de altíssima qualidade. "

    p Em estudos futuros, estender este método a outros tipos de substratos poderia permitir o processamento rápido em grande escala de monocamadas de grafeno para fazer nanofitas de alta qualidade com bordas em zigue-zague.


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