p Atualmente, o grafeno é provavelmente o novo sistema de materiais mais investigado em todo o mundo. Devido à sua surpreendente mecânica, propriedades químicas e eletrônicas, ele promete múltiplas aplicações futuras - por exemplo, em microeletrônica. Os elétrons no grafeno são particularmente móveis e podem, Portanto, substituir o silício que é usado hoje como o material básico de chips de computador rápidos. p Em uma cooperação de pesquisa, cientistas da Leibniz University Hanover e do Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) investigaram agora de que forma uma base rugosa afeta as propriedades eletrônicas da camada de grafeno. Seus resultados sugerem que em breve será possível controlar plasmons, ou seja, oscilações coletivas de elétrons, propositadamente no grafeno, virtualmente estabelecendo uma pista composta de projeções e lombadas para eles. Os resultados foram publicados na edição atual do New Journal of Physics .

p A estrutura do grafeno em si é fascinante:consiste em exatamente um único, camada regular de átomos de carbono. Fabricar essa camada incrivelmente fina de maneira absolutamente organizada é um grande desafio. Um método possível para preparar grafeno extensivamente em um substrato isolante é epitaxia, isto é, o crescimento controlado de grafeno em carboneto de silício isolante. Para este propósito, um cristal de carboneto de silício é aquecido no vácuo. A partir de uma temperatura específica, átomos de carbono migram para a superfície e formam uma camada monoatômica no - ainda sólido - carboneto de silício. Uma questão importante para aplicativos posteriores é, como os defeitos e etapas da superfície do carboneto de silício afetam as propriedades eletrônicas do grafeno cultivado nela.

p No âmbito de uma cooperação de pesquisa entre o PTB e a Leibniz University Hanover, a influência de defeitos do grafeno nas propriedades eletrônicas foi investigada. Durante as investigações, atenção especial foi dada à influência dos defeitos em uma excitação eletrônica especial, os chamados plasmons.

p Por preparação de amostra diferente, em primeiro lugar, cristais de carboneto de silício com diferentes rugosidades de superfície e, portanto, com uma concentração diferente de defeitos de superfície foram investigados, no qual, subseqüentemente, grafeno formado. A influência dos defeitos nas excitações do plasmon foi então investigada por meio de difração de elétrons de baixa energia (SPA-LEED) e espectroscopia de perda de elétrons (EELS).

p O processo revelou uma forte dependência do tempo de vida do plasmon na qualidade da superfície. Defeitos, como eles são causados ​​em bordas de degraus e limites de grãos, impedir fortemente a propagação dos plasmons e reduzir drasticamente seu tempo de vida. Aqui é notável que as outras propriedades eletrônicas dos plasmons, em particular sua dispersão, permanecem praticamente inalterados.

p Isso abre possibilidades interessantes para a futura aplicação técnica e uso de plasmons (os chamados "plasmônicos") no grafeno. Por ajuste seletivo da rugosidade da superfície, diferentes faixas de grafeno podem ser geradas nas quais os plasmons são fortemente amortecidos ou podem se propagar quase sem obstruções. Desta maneira, os plasmons poderiam ser conduzidos ao longo de "condutores de plasmon" com baixa rugosidade superficial, especificamente de um ponto de um chip de grafeno para outro.