O grafeno é um material notável:luz, Forte, transparente e eletricamente condutivo. Ele também pode converter calor em eletricidade. Pesquisadores exploraram recentemente essa propriedade termoelétrica para criar um novo tipo de detector de radiação.

Classificado como bolômetro, o novo dispositivo tem um tempo de resposta rápido e, ao contrário da maioria dos outros bolômetros, funciona em uma ampla gama de temperaturas. Com um design simples e custo relativamente baixo, este dispositivo pode ser ampliado, permitindo uma ampla gama de aplicações comerciais. Os pesquisadores descrevem um detector de radiação à base de grafeno esta semana em Cartas de Física Aplicada , da AIP Publishing.

A descoberta do grafeno em 2004 foi antecipada para anunciar um novo tipo de tecnologia. "Mas infelizmente, existem algumas limitações fundamentais fortes para este material, "disse Grigory Skoblin, da Chalmers University of Technology, na Suécia." Hoje em dia, as aplicações industriais reais do grafeno são bastante limitadas. "

Grafeno - composto de folhas únicas de átomos de carbono que formam uma superfície plana, estrutura de rede hexagonal - tem sido usada principalmente por suas propriedades mecânicas.

"Mas nosso dispositivo mostra que propriedades mais fundamentais podem ser usadas em aplicativos reais, "Skoblin disse. O novo bolômetro é baseado nas propriedades termoelétricas do grafeno. A radiação aquece parte do dispositivo, induzindo elétrons a se moverem. Os elétrons deslocados geram um campo elétrico, o que cria uma diferença de voltagem no dispositivo. A mudança na voltagem fornece, portanto, uma medição essencialmente direta da radiação.

Outros dispositivos dependem da geração de corrente elétrica ou mudança de resistência pela radiação que entra. Mas medir as mudanças na corrente ou resistência requer uma fonte de alimentação externa para gerar uma corrente inicial. O mecanismo é muito mais simples do que em outros bolômetros, de acordo com Skoblin.

O pedaço de grafeno no novo bolômetro é pequeno, portanto, é um dos bolômetros mais rápidos porque aquece e responde rapidamente. Além disso, o dispositivo permanece sensível à radiação em temperaturas de até 200 graus Celsius. Os bolômetros convencionais normalmente funcionam apenas em temperaturas criogênicas.

Outros pesquisadores já fizeram bolômetros de grafeno, com propriedades melhores do que este novo dispositivo, mas esses modelos contêm uma camada dupla de grafeno, tornando-os mais difíceis de escalar, Skoblin disse.

Outra vantagem do novo dispositivo é o seu revestimento. Os pesquisadores desenvolveram anteriormente um método para revestir o grafeno com um polímero dielétrico chamado Parileno, que oferece um bom equilíbrio entre desempenho e escalabilidade. Você pode obter um melhor desempenho revestindo com nitreto de boro hexagonal, Skoblin disse, mas é difícil de adquirir e as técnicas de revestimento são difíceis de aumentar. Outros estudos sugerem que um bolômetro com revestimento hexagonal de nitreto de boro seria menos eficiente.

O bolômetro protótipo funciona apenas com radiação de microondas a 94 gigahertz, mas os projetos futuros ampliarão a faixa de frequência. Próximo, os pesquisadores planejam fazer o dispositivo usando deposição de vapor químico para cultivar pedaços maiores de grafeno, pavimentando o caminho para a produção em massa.