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  • Novo efeito quântico descoberto no grafeno de ocorrência natural
    p Imagem do microscópio eletrônico de varredura de um contato, dois átomos de espessura, Floco de grafeno de flutuação livre com uma ponte de metal flutuante pairando acima dele. Crédito:Fabian Geisenhof / Jakob Lenz

    p Usualmente, a resistência elétrica de um material depende muito de suas dimensões físicas e propriedades fundamentais. Em circunstâncias especiais, Contudo, esta resistência pode adotar um valor fixo que é independente das propriedades básicas do material e "quantizado" (o que significa que muda em etapas discretas em vez de continuamente). Essa quantização da resistência elétrica normalmente ocorre em campos magnéticos fortes e em temperaturas muito baixas, quando os elétrons se movem de maneira bidimensional. Agora, uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Göttingen conseguiu demonstrar esse efeito em baixas temperaturas na quase completa ausência de um campo magnético no grafeno de dupla camada que ocorre naturalmente, que tem apenas dois átomos de espessura. Os resultados do estudo foram publicados em Natureza . p A equipe da Universidade de Göttingen, A Ludwig Maximilian University of Munich e a University of Texas (Dallas) usaram o grafeno de duas camadas em sua forma natural. Os delicados flocos de grafeno são contatados usando técnicas de microfabricação padrão e o floco é posicionado de forma que fique pendurado livremente como uma ponte, mantida nas bordas por dois contatos de metal. As camadas duplas extremamente limpas de grafeno mostram uma quantização da resistência elétrica em baixas temperaturas e campos magnéticos quase indetectáveis. Além disso, a corrente elétrica flui sem nenhuma perda de energia. A razão para isso é uma forma de magnetismo que não é gerado da maneira usual como visto em ímãs convencionais (ou seja, pelo alinhamento dos momentos magnéticos intrínsecos dos elétrons), mas pelo movimento das partículas carregadas na própria camada dupla de grafeno.

    p "Em outras palavras, as partículas geram seu próprio campo magnético intrínseco, o que leva à quantização da resistência elétrica, "diz o professor Thomas Weitz da Universidade de Göttingen.

    p Os contatos dourados são mostrados em amarelo, as camadas duplas de grafeno vermelhas, e a ponte de metal azul. Crédito:Fabian Geisenhof / Jakob Lenz

    p A razão pela qual este efeito é especial não é apenas que requer apenas um campo elétrico, mas também que ocorre em oito versões diferentes que podem ser controladas por campos magnéticos e elétricos aplicados. Isso resulta em um alto grau de controle, porque o efeito pode ser ligado e desligado e a direção do movimento das partículas carregadas pode ser invertida.

    p "Isso o torna um candidato realmente interessante para aplicações em potencial, por exemplo, no desenvolvimento de componentes de computador inovadores no campo da spintrônica, o que pode ter implicações para o armazenamento de dados, "diz Weitz." Além disso, é uma vantagem podermos mostrar esse efeito em um sistema composto por um material simples e de ocorrência natural. Isso está em total contraste com as 'heteroestruturas recentemente popularizadas, 'que requerem uma composição complexa e precisa de diferentes materiais.

    p "Primeiro, Contudo, o efeito deve ser investigado mais profundamente e maneiras de estabilizá-lo em temperaturas mais altas precisam ser encontradas, porque atualmente só ocorre em até cinco graus acima do zero absoluto (o último sendo 273 graus abaixo de 0 o C). "


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