p Uma descoberta acidental no laboratório de um físico da Universidade da Califórnia, Riverside fornece uma rota única para ajustar as propriedades elétricas do grafeno, o material elástico mais fino da natureza. Essa rota é uma grande promessa para substituir o silício por grafeno na indústria de microchip. p Os pesquisadores descobriram que empilhar três camadas de grafeno, como panquecas, modifica significativamente as propriedades elétricas do material. Quando eles fabricaram grafeno de três camadas no laboratório e mediram sua condutância, eles encontraram, para sua surpresa, que dependendo de como as camadas foram empilhadas, alguns dos dispositivos de grafeno de três camadas conduziam enquanto outros isolavam.

p "O que encontramos é um 'botão' simples e conveniente para ajustar as propriedades elétricas das folhas de grafeno, "disse Jeanie Lau, um professor associado de física e astronomia, cujo laboratório fez a descoberta fortuita.

p Os resultados do estudo apareceram online em 25 de setembro em Física da Natureza .

p O grafeno é uma folha de átomos de carbono com a espessura de um átomo, dispostos em anéis hexagonais. Tendo excelentes propriedades de material, como alta capacidade de condução de corrente e condutividade térmica, esse "material maravilhoso" é ideal para a criação de componentes para circuitos de semicondutores e computadores.

p Por causa da estrutura plana e semelhante a um arame de galinha do grafeno, suas folhas se prestam bem ao empilhamento no que é chamado de 'empilhamento Bernal, 'a forma de empilhamento de folhas de grafeno.

p Em uma bicamada empilhada Bernal, um canto dos hexágonos da segunda folha está localizado acima do centro dos hexágonos da folha inferior. Em trilayer empilhado Bernal (ABA), a folha de cima (terceira) fica exatamente em cima da folha de baixo. Em tricamada empilhada em formato romboédrico (ABC), a folha superior é deslocada pela distância de um átomo, de modo que a folha superior (terceira) e a folha inferior também formem um empilhamento Bernal.

p "A forma mais estável de grafeno de três camadas é ABA, que se comporta como um metal, "Lau explicou." Incrivelmente, se simplesmente mudarmos toda a camada superior pela distância de um único átomo, a tricamada - agora com empilhamento ABC ou romboédrico - torna-se isolante. Por que isso acontece ainda não está claro. Pode ser induzido por interações eletrônicas. Aguardamos ansiosamente uma explicação dos teóricos! "

p Seu laboratório usou a espectroscopia Raman para examinar as ordens de empilhamento dos dispositivos de grafeno. Em seguida, o laboratório planeja investigar a natureza do estado de isolamento no grafeno empilhado com ABC. Neste tipo de grafeno empilhado, eles também planejam estudar o gap - uma faixa de energia, crítica para aplicações digitais, em que nenhum elétron pode existir.

p "A presença da lacuna no grafeno empilhado ABC que surge, nós acreditamos, de interações eletrônicas aprimoradas é interessante, uma vez que não é esperado de cálculos teóricos, "Lau disse." Compreender esta lacuna é particularmente importante para o grande desafio da engenharia de lacuna de banda na eletrônica de grafeno.

p Além do grafeno, Lau estuda nanofios e nanotubos de carbono. Sua pesquisa ajudou os físicos a obter uma compreensão fundamental de como os átomos e os elétrons se comportam quando são governados pela mecânica quântica. Seu laboratório estuda novas propriedades elétricas que surgem do confinamento quântico de átomos e cargas em sistemas em nanoescala. Sua equipe de pesquisa mostrou que o grafeno pode atuar como uma mesa de bilhar em escala atômica, com cargas elétricas atuando como bolas de bilhar.

p Seus outros interesses de pesquisa incluem supercondutividade, gerenciamento térmico e transporte eletrônico em nanoestruturas, e desenvolver novas classes de dispositivos em nanoescala.

p Um componente educacional do esforço de pesquisa de Lau é o envolvimento ativo do ensino médio, estudante universitário, e alunos de pós-graduação, especialmente minorias e mulheres, em sua pesquisa de ponta, aproveitando a diversidade étnica da população estudantil da UCR e das comunidades locais. Ela é membro fundador do UCR Undergraduate Research Journal. Ela também organizou um grupo de almoço "Mulheres na Física" que oferece uma plataforma amigável para estudantes do sexo feminino, pós-doutorandos e membros do corpo docente para interagir.

p Depois de receber seu diploma de bacharel em física pela Universidade de Chicago em 1994, Lau foi para a Universidade de Harvard, onde recebeu seu mestrado e doutorado em física em 1997 e 2001, respectivamente. Ela ingressou na UCR em 2004, após uma nomeação como pesquisador associado no Hewlett-Packard Laboratory.