p (PhysOrg.com) - Os transistores e os dispositivos de armazenamento de informações estão cada vez menores. Mas, para ir tão pequeno quanto a nanoescala, os cientistas precisam entender como apenas alguns átomos de metais se comportam quando depositados em uma superfície. p Físicos do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA estão estudando a interação de materiais que são promissores para uso em eletrônica em nanoescala:grafeno e diferentes tipos de metais. A equipe descobriu que os metais de terras raras disprósio e gadolínio reagem fortemente com o grafeno, enquanto o chumbo não.

p Michael C. Tringides, um físico sênior do Ames Laboratory, e colegas Myron Hupalo, um cientista do Ames Laboratory, e Steven Binz, um estudante de graduação em física, depositou alguns átomos de chumbo ou metais de terras raras na superfície do grafeno, uma camada de carbono com a espessura de um átomo. Em um processo chamado auto-montagem, os átomos se movem por conta própria e formam ilhas ou películas lisas de grafeno. Tringides e a equipe usaram microscopia de varredura por túnel para estudar a geometria das ilhas.

p “Queríamos entender como os átomos se difundem, particularmente com que rapidez, ”Disse Tringides. “Neste caso, os átomos de chumbo moviam-se rapidamente quando os resfriamos, enquanto o disprósio se movia lentamente, mesmo depois de aquecê-los. ”

p O quão rápido ou lento os átomos se movem e formam ilhas oferece uma visão sobre como cada material interage, ou compartilha elétrons, com o grafeno.

p “Se os átomos se movem rápido, isso significa que você não tem uma interação forte, Disse ele. “É como discos de hóquei deslizando em uma pista de gelo. Há pouca interação. ”

p No caso de disprósio, os átomos que se movem lentamente sugerem que o metal reage fortemente com o grafeno. O gadolínio tem uma interação ainda mais forte. A interação é significativa porque aproveitar o potencial do grafeno na eletrônica exigirá a ligação de metais ao grafeno para conduzir eletricidade.

p “A esperança é que o grafeno possa ser usado para transistores super-rápidos, ”Disse Tringides. “Nosso trabalho é relevante para isso porque quando você coloca metal no grafeno, voce quer ter um contato muito bom, então a resistência elétrica é baixa. ”

p Tringides também diz que as ilhas de terras raras do grafeno são pequenos ímãs.

p “Descobriu-se que essas ilhas eram bons nanoímãs de grafeno, ”Disse Tringides. “Você tem uma densidade muito alta de nanoímãs. O ferro também tem uma densidade de ilha alta semelhante. Isso pode ser útil no futuro para o uso de metais no grafeno na memória do computador. ”

p Os físicos teóricos do Laboratório Ames C.Z. Wang e Kai-Ming Ho colaboraram na pesquisa, usando cálculos para confirmar os resultados experimentais sobre as ligações entre o grafeno e os metais estudados.

p “Essas descobertas são interessantes para a física fundamental e por causa da utilidade potencial, ”Disse Tringides. “Sempre que você diz‘ nano, 'Você pode fazer muitas coisas em um tamanho pequeno. E isso pode ser muito benéfico para algo como memória magnética de computador. ”

p O Office of Science do DOE financiou a pesquisa, que foi relatado no jornal Materiais avançados .