p (PhysOrg.com) - Pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia e do Instituto de Tecnologia da Geórgia demonstraram que padrões moiré em escala atômica, um padrão de interferência que aparece quando duas ou mais grades são sobrepostas ligeiramente tortas, pode ser usado para medir como as folhas de grafeno são empilhadas e revelar áreas de tensão. p A capacidade de determinar a orientação rotacional das folhas de grafeno e a deformação do mapa é útil para compreender as propriedades eletrônicas e de transporte de várias camadas de grafeno, uma forma de carbono de um átomo de espessura com propriedades semicondutoras potencialmente revolucionárias.

p Na fotografia digital, padrões moiré (pronuncia-se raio mwar) ocorrem por causa de erros no processo de renderização, o que faz com que os padrões de grade pareçam ondulados ou distorcidos. Cientistas de materiais têm usado padrões de moiré microscópicos para detectar tensões como rugas ou protuberâncias em uma variedade de materiais.

p Os pesquisadores criaram o grafeno na superfície de um substrato de carboneto de silício no Instituto de Tecnologia da Geórgia, aquecendo um lado para que apenas o carbono, na forma de folhas multicamadas de grafeno, foi deixado. Usando um microscópio de tunelamento de varredura customizado no NIST, os pesquisadores foram capazes de perscrutar através das camadas superiores de grafeno até as camadas abaixo. Este processo, que o grupo apelidou de "interferometria moiré atômica, ”Permitiu que eles visualizassem os padrões criados pelas camadas de grafeno empilhadas, o que, por sua vez, permitiu ao grupo modelar como as redes hexagonais das camadas individuais de grafeno eram empilhadas umas em relação às outras.

p Ao contrário de outros materiais que tendem a esticar quando esfriam, o grafeno se enrola como um lençol amassado. Os pesquisadores foram capazes de mapear esses campos de tensão comparando a distorção relativa dos hexágonos dos átomos de carbono que compõem as camadas individuais de grafeno. Sua técnica é tão sensível que é capaz de detectar tensões nas camadas de grafeno, causando uma mudança de apenas 0,1 por cento no espaçamento dos átomos.

p Esta colaboração entre o NIST e o Instituto de Tecnologia da Geórgia é parte de uma série de experimentos que visam obter uma compreensão fundamental das propriedades do grafeno.

p Seu artigo, "Análise estrutural de grafeno multicamadas via interferometria moiré atômica" foi selecionada como Destaque do Editor em Revisão Física B para o mês de março, 2010.