p (PhysOrg.com) - Os físicos investigaram o grafeno mais puro até agora, e descobriram que o material possui uma alta qualidade eletrônica sem precedentes. A descoberta elevou o nível deste material relativamente novo, e desafia os cientistas a descobrir o quão perfeito o grafeno pode ser. p A equipe de cientistas, Petr Neugebauer, et al, do Laboratório de Campo Magnético Elevado de Grenoble, na França, publicou seu estudo em uma edição recente da Cartas de revisão física , chamado “Quão perfeito pode ser o grafeno?” Os cientistas descobriram que sua amostra de grafeno de ocorrência natural possuía uma mobilidade de portadores quase duas ordens de magnitude maior do que outros tipos de grafeno, e um tempo de espalhamento que excede significativamente aqueles relatados em qualquer amostra de grafeno artificial. Ambas as propriedades podem abrir as portas para futuros desenvolvimentos em tecnologias de grafeno.

p “A principal descoberta do nosso artigo é definitivamente a descoberta de que existe grafeno de qualidade excepcionalmente alta na natureza, muito melhor do que espécimes artificiais preparados por qualquer um dos métodos atuais, seja por esfoliação de grafite em massa ou crescimento epitaxial, ”Disse o co-autor Milan Orlita PhysOrg.com . “A questão para a tecnologia atual, portanto, não é mais se a qualidade dos espécimes de hoje pode ser aumentada significativamente, mas ao invés, como fazer isso. E é apenas a qualidade dos espécimes que é, como acreditam muitos pesquisadores, limitando o progresso na física do grafeno. ”

p Realizado experimentalmente pela primeira vez em 2004, o grafeno consiste em uma folha de átomos de carbono com a espessura de um átomo, dispostos em uma estrutura de favo de mel hexagonal, dando-lhe a aparência de rede de galinheiro. O grafeno é o bloco de construção básico de vários outros alótropos de carbono:por exemplo, folhas de grafeno empilhadas juntas criam grafite; enrolado, eles fazem nanotubos de carbono; e enrolado em uma esfera, eles se tornam fulerenos. Portanto, Encontrar uma forma mais perfeita de grafeno pode ter implicações importantes para muitas áreas da nanotecnologia e da ciência dos materiais.

p Como os físicos explicam em seu estudo, tem havido muitas pesquisas na exploração das propriedades eletrodinâmicas quânticas do grafeno. Contudo, o progresso adicional parece ser limitado pela qualidade eletrônica insuficiente das estruturas de grafeno feitas pelo homem. Além disso, substrato de grafeno e outros meios circundantes tendem a degradar a qualidade eletrônica das amostras de grafeno. Amostras de alta qualidade são cruciais para explorar os limites realistas e os fenômenos quânticos do grafeno.

p Em um estudo publicado no início deste ano em Cartas de revisão física , outra equipe de cientistas descobriu uma forma de grafeno composto de flocos de grafeno bem definidos na forma de folhas localizadas na - mas desacopladas - da superfície do grafite em massa (Li, et al .). Não só este grafeno é bem estruturado, mas o grafite subjacente também serve como um substrato bem combinado para investigar a camada de grafeno, que é o que os cientistas de Grenoble fazem no estudo atual.

p Como os cientistas explicam, o mecanismo físico por trás das boas propriedades eletrônicas do grafeno puro é devido às suas características quânticas - em particular, sua quantização bem definida. Em experimentos, os cientistas descobriram que os estados eletrônicos semelhantes a Dirac do grafeno são quantizados em campos magnéticos até 1 miliTesla, e eles esperam que a quantização sobreviva até 1 microTesla.

p As novas medições da mobilidade extremamente alta da portadora do grafeno estabelecem limites novos e surpreendentemente altos para as propriedades potenciais do grafeno. Os físicos esperam que a questão de quão perfeito o grafeno pode ser terá uma resposta definitiva que seja um bom augúrio para futuros desenvolvimentos de tecnologias de grafeno, embora Orlita tenha notado que os aplicativos podem demorar um pouco.

p "Na minha opinião, ainda estamos relativamente longe das aplicações reais do grafeno e a maior parte do trabalho atual sobre o grafeno é impulsionado pelo interesse fundamental, " ele disse. "No entanto, apenas a pesquisa fundamental está exigindo amostras de maior qualidade, como há uma série de fenômenos previstos teoricamente (por exemplo, relacionados à eletrodinâmica quântica em férmions de Dirac), que ainda serão confirmados experimentalmente. ”

p Mais Informações: P. Neugebauer, M. Orlita, C. Faugeras, A.-L. Barra, M. Potemski. “How Perfect Can Graphene Be?” Cartas de revisão física . 103, 136403 (2009). DOI:10.1103 / PhysRevLett.103.136403

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