p O grafeno criou grandes expectativas, como um forte, ultra fino, material bidimensional que também pode ser a base para novos componentes em tecnologia da informação. Há, portanto, uma grande necessidade de caracterização de dispositivos de grafeno. Isso pode ser feito usando espectroscopia Raman. A luz do laser é enviada para a amostra do material, e fótons dispersos nos falam sobre as rotações e vibrações das moléculas dentro, e, portanto, sobre a estrutura cristalina. Na média, apenas cerca de 1 em 10 milhões de fótons é espalhado dessa forma. Isso não apenas torna difícil detectar as informações certas, também é muito lento:pode demorar meio segundo para criar a imagem de um único pixel. A questão é se Raman continua sendo a melhor opção, ou se existem alternativas melhores. Os pesquisadores Sachin Nair e Jun Gao mantêm a espectroscopia Raman como ponto de partida, mas conseguem melhorar drasticamente a velocidade:não mudando a técnica em si, mas adicionando um algoritmo. p Redução de ruído

p Este algoritmo não é desconhecido no mundo do processamento de sinais e é denominado Análise de Componentes Principais. É usado para melhorar a relação sinal-ruído. O PCA determina as características do ruído e do sinal 'real'. Quanto maior o conjunto de dados, quanto mais confiável for esse reconhecimento, e quanto mais claro o sinal real pode ser distinguido. Além disso, os instrumentos Raman modernos têm um detector denominado dispositivo multiplicador de carga acoplado a elétrons (EMCCD), que melhora a relação sinal-ruído. O resultado líquido deste trabalho é que o processamento de um pixel não leva meio segundo, mas apenas 10 milissegundos ou menos. Mapear uma única amostra não leva mais horas. Uma característica importante para materiais vulneráveis ​​como o óxido de grafeno é que a intensidade do laser pode ser reduzida em duas ou três ordens de magnitude. Esses são os principais passos à frente para obter um controle rápido das propriedades dos materiais.

p Multiuso

p Exceto para grafeno, a técnica Raman aprimorada também pode ser usada para outros materiais bidimensionais como o germaneno, siliceno, dissulfeto de molibdênio, dissulfeto de tungstênio e nitreto de boro. O uso do algoritmo não se limita à espectroscopia Raman; técnicas como a microscopia de força atômica e outras técnicas hiperespectrais também podem se beneficiar dela.

p A pesquisa foi realizada no grupo de Física de Fluidos Complexos do Prof Frieder Mugele, parte do Instituto MESA + da UT. Os pesquisadores colaboraram com o grupo Medical Cell BioPhysics e o grupo Physics of Interfaces and Nanomaterials, ambos da Universidade de Twente também.