Muitos materiais exibem novas propriedades quando na forma de filmes finos compostos de apenas algumas camadas atômicas. A maioria das pessoas está familiarizada com o grafeno, a forma bidimensional do grafite, mas as versões em filme fino de outros materiais também têm o potencial de facilitar avanços tecnológicos.

Por exemplo, uma classe de materiais tridimensionais denominados monochalcogenetos do Grupo IV são semicondutores que atuam em aplicações como termelétricas e optoeletrônica, entre outras. Os pesquisadores agora estão criando versões bidimensionais desses materiais, na esperança de que eles ofereçam melhor desempenho ou mesmo novos aplicativos.

Recentemente, uma equipe de pesquisa que inclui Salvador Barraza-Lopez, professor associado de física na U of A e Taneshwor Kaloni, um ex-pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Barraza-Lopez, lançou luz sobre o comportamento de um desses materiais ultrafinos conhecido como telureto de estanho (SnTe). Barraza-Lopez e seus colegas do Instituto Max-Planck de Física da Microestrutura na Alemanha, o Laboratório Chave de Física Quântica de Baixa Dimensão e o Centro de Inovação Colaborativa de Matéria Quântica na China e o Centro RIKEN para Ciência de Matéria Emergente no Japão publicaram recentemente um artigo sobre suas descobertas no jornal Materiais avançados .

Os pesquisadores usaram um microscópio de tunelamento de varredura de temperatura variável para estudar a estrutura e polarização de filmes finos SnTe crescidos em substratos de grafeno. Eles estudaram o material em uma gama de temperaturas, de 4,7 Kelvin para mais de 400 Kelvin. Eles descobriram que quando o SnTe tem apenas algumas camadas atômicas de espessura, forma uma estrutura em camadas que é diferente da massa, versão em formato rômbico do material. A equipe do Arkansas contribuiu para esta pesquisa, fornecendo cálculos que levam em conta a natureza mecânica quântica dessas estruturas atômicas, usando um método conhecido como teoria do funcional da densidade.

Os átomos no SnTe ultrafino criam dipolos elétricos orientados ao longo de direções opostas em todas as outras camadas atômicas, o que torna o material antipolar, em oposição à amostra global em que todas as camadas apontam ao longo da mesma direção. Além disso, a temperatura de transição, que é a temperatura na qual o material perde esta polarização espontânea, é muito maior do que o do material a granel.

"[Estas descobertas] sublinham o potencial dos filmes g-SnTe atomicamente finos para o desenvolvimento de novos dispositivos baseados em polarização espontânea, "disseram os pesquisadores no jornal.