p Valores anteriormente controversos do gap de energia de um material de van der Waals - tribrometo de cromo - foram relatados com base em várias medições ópticas. Um membro do corpo docente da Universidade de Wyoming e sua equipe de pesquisa usaram microscopia de varredura por tunelamento e medições de espectroscopia que revelam claramente um valor de gap de energia muito menor e resolveram a controvérsia. p "Nossos resultados resolveram uma longa controvérsia sobre uma propriedade importante do material - a lacuna de energia do material, "diz TeYu Chien, professor associado do Departamento de Física e Astronomia da UW. "Nossas medições de microscopia de tunelamento de varredura e espectroscopia revelaram claramente que a lacuna de energia é de cerca de 0,3 elétron volt (eV), que é muito menor do que aqueles medidos por métodos ópticos, que variou de 1,68 a 2,1 eV. "

p Chien diz que os dados de sua equipe explicam ainda mais essas medições ópticas anteriores como sendo as transições de várias características de banda de condução e valência, em vez de detectar a lacuna de energia do material.

p Os materiais de Van der Waals são constituídos por camadas bidimensionais fortemente ligadas que são ligadas na terceira dimensão por meio de forças de van der Waals mais fracas. Por exemplo, o grafite é um material de van der Waals amplamente utilizado na indústria de eletrodos, lubrificantes, fibras, trocadores de calor e baterias. A natureza das forças de van der Waals entre as camadas permite que os pesquisadores usem fita adesiva para descascar as camadas na espessura atômica.

p Chien é o autor correspondente de um artigo, intitulado "Pequena lacuna de energia revelada no CrBr ₃ por Espectroscopia de Tunelamento de Varredura, "que foi publicado em 8 de dezembro em Físico Química Física Química . O artigo foi selecionado entre os "artigos quentes da revista, "uma coleção temática com os trabalhos mais quentes publicados em Físico Química Física Química . Este trabalho também será destaque na capa externa da próxima edição impressa.

p Dinesh Baral, um estudante de graduação UW do Nepal, foi o autor principal do artigo. Ele realizou os trabalhos experimentais em microscopia de varredura por tunelamento e medição de espectroscopia, e análise de dados. Outros pesquisadores que contribuíram para o artigo são o professor assistente Jifa Tian, Professor Yuri Dahnovsky e Jinke Tang, um professor e chefe de departamento, todos do Departamento de Física e Astronomia da UW.

p Os alunos de pós-graduação envolvidos com a pesquisa incluíram Zhuangen Fu e Aaron Wang, ambos da China; Uppalaiah Erugu, da Índia; Rabindra Dulal e Narendra Shrestha, ambos do Nepal; e Andrei Zadorozhnyi, da Rússia.

p Desde o primeiro grafeno isolado - grafite atomicamente fina - em 2004, vários materiais de van der Waals com propriedades de metal, semimetal, semicondutor, isolador e supercondutor foram confirmados. Os materiais magnéticos de van der Waals não se juntaram à família do grafeno até 2017.

p Trihaletos de cromo são uma família dos principais materiais magnéticos de van der Waals e têm sido usados ​​para explorar o potencial de aplicações spintrônicas, em que o momento magnético do elétron é usado para computação e armazenamento de informações, em vez de usar as propriedades de carga dos elétrons para a eletrônica convencional.

p Como os materiais de van der Waals têm interações intercamadas muito fracas e ligações átomo a átomo relativamente mais fortes entre camadas, isso permite aos pesquisadores descascá-los e empilhá-los para qualquer combinação de materiais em espessura atômica.

p "Este descascar dos materiais de van der Waals é como descascar as cascas da cebola, mas no nível atômico, "Baral explica.

p A microscopia de varredura por tunelamento e espectroscopia é uma ferramenta de imagem capaz de medir imagens de resolução atômica, junto com as propriedades eletrônicas nessa escala. Flocos de tribrometo de cromo foram descascados do cristal em massa em espessura atomicamente fina e transferidos para um substrato condutor, como grafite pirolítica altamente orientada, para o estudo.

p "A compreensão da lacuna de energia do tribrometo de cromo resolve a controvérsia existente para a comunidade científica, "Chien diz." Esta também é a chave para controlar melhor os dispositivos spintrônicos que envolvem tribrometo de cromo.

p Os resultados do estudo proporcionarão aos pesquisadores uma melhor compreensão deste importante material para aplicações em spintrônica e materiais quânticos, Chien diz.

p "Materiais com tais propriedades têm aplicações potenciais em engenharia para minimizar o tamanho dos dispositivos eletrônicos e spintrônicos em relação ao nível atômico, " ele diz.