p (PhysOrg.com) - No anúncio da semana passada do Prêmio Nobel de Física, a Real Academia Sueca de Ciências elogiou as "propriedades excepcionais do grafeno que se originam do notável mundo da física quântica". Se não estava quente o suficiente antes, esta folha de carbono atomicamente fina está agora oficialmente no centro das atenções globais. p A promessa do grafeno está na simplicidade de sua estrutura - uma rede de "rede de galinheiro" de átomos de carbono com apenas uma camada de espessura. Esta folha confina os elétrons em uma dimensão, forçando-os a cruzar um avião. Tal confinamento quântico resulta em eletrônica estelar, propriedades mecânicas e ópticas muito além do que o silício e outros materiais semicondutores tradicionais oferecem. Além do mais, se os elétrons do grafeno fossem restritos em duas dimensões, como em um nanoribão, poderia beneficiar muito os dispositivos de comutação lógica - a base para unidades de computação nos chips de computador de hoje.

p Agora, Yuegang Zhang, cientista de materiais do Berkeley Labs, e colegas da Universidade da Califórnia, Los Angeles está se movendo em direção a dispositivos mais eficientes ao estudar o "ruído" em tais nanofitas de grafeno - tiras unidimensionais de grafeno com larguras em escala nanométrica.

p “As nanofitas de grafeno atomicamente finas forneceram uma excelente plataforma para revelarmos a forte correlação entre a flutuação de condutância e as estruturas eletrônicas quantizadas de sistemas quase unidimensionais, ”Diz Zhang, um cientista da equipe da Instalação de Nanoestruturas Inorgânicas da Fundição Molecular. “Este método deve ter um uso muito mais amplo para entender os fenômenos de transporte quântico em outros dispositivos nanoeletrônicos ou moleculares.”

p Zhang e colegas relataram anteriormente maneiras de fabricar filmes de grafeno (www.physorg.com/news189954890.html) e revelando relações sinal-ruído de baixa frequência para dispositivos de grafeno em um substrato de sílica (www.physorg.com/news200314797.html )

p No estudo atual, a equipe fez nanofitas de grafeno usando uma técnica de fabricação baseada em máscara de nanofio. Ao medir a flutuação de condutância, ou 'ruído' de elétrons em nanofitas de grafeno, os pesquisadores investigaram diretamente o efeito do confinamento quântico nessas estruturas. Suas descobertas mapeiam a estrutura de banda eletrônica dessas nanofitas de grafeno usando um método robusto de sondagem elétrica. Este método pode ainda ser aplicado a uma ampla gama de materiais em nanoescala, incluindo dispositivos eletrônicos baseados em grafeno.

p “Surpreende-nos observar uma correlação tão clara entre o ruído e a estrutura de banda desses nanomateriais de grafeno, ”Diz o autor principal Guangyu Xu, um físico da Universidade da Califórnia, Los Angeles. “Este trabalho adiciona um forte suporte à formação de sub-bandas quase unidimensionais em nanofitas de grafeno, em que nosso método acaba sendo muito mais robusto do que a medição de condutância. ”

p Um artigo relatando esta pesquisa intitulado, “Flutuação de condutância aprimorada por efeito de confinamento quântico em nanofitas de grafeno, ”Aparece em Nano Letras e está disponível para assinantes online. Carlos Torres foi coautor do artigo com Zhang e Xu, Jr., Emil Song, Jianshi Tang, Jingwei Bai, Xiangfeng Duan e Kang L. Wang.

p Partes deste trabalho na Fundição Molecular foram apoiadas pelo Escritório de Ciência do DOE.