O grafeno ganha suas listras:novo estado eletrônico em nanoescala descoberto nas folhas de grafeno
p Estas são faixas eletrônicas, chamadas de "ondas de densidade de carga, "na superfície de um supercondutor grafítico. Crédito:K. A. Rahnejat
p Pesquisadores do London Centre for Nanotechnology (LCN) descobriram faixas eletrônicas, chamadas de 'ondas de densidade de carga', na superfície das folhas de grafeno que constituem um supercondutor grafítico. Esta é a primeira vez que essas listras foram vistas no grafeno, e a descoberta provavelmente terá implicações profundas para a exploração deste material recentemente descoberto, que os cientistas acreditam que desempenhará um papel fundamental no futuro da nanotecnologia. A descoberta é relatada em
Nature Communications , 29 de novembro. p O grafeno é um material feito de uma única folha de átomos de carbono com apenas um átomo de espessura, e é encontrada nas marcas feitas por um lápis de grafite. O grafeno tem propriedades físicas notáveis e, portanto, tem grande potencial tecnológico, por exemplo, em eletrodos transparentes para TVs de tela plana, em transistores rápidos e eficientes em termos de energia, e em materiais compósitos ultra-fortes. Os cientistas agora estão dedicando enormes esforços para compreender e controlar as propriedades deste material.
p A equipe do LCN doou elétrons extras para uma superfície de grafeno deslizando átomos de cálcio por baixo dela. Normalmente, seria de se esperar que esses elétrons adicionais se espalhem uniformemente na superfície do grafeno, assim como o óleo se espalha na água. Mas, ao usar um instrumento conhecido como microscópio de tunelamento de varredura, que pode representar átomos individuais, os pesquisadores descobriram que os elétrons extras se organizam espontaneamente em faixas em escala nanométrica. Esse comportamento inesperado demonstra que os elétrons podem ter vida própria, que não está conectada diretamente aos átomos subjacentes. Os resultados inspiram muitos novos rumos para a ciência e a tecnologia. Por exemplo, eles sugerem um novo método para manipular e codificar informações, onde zeros e uns binários correspondem a listras que vão de norte a sul e vão de leste a oeste, respectivamente.
p Este trabalho é parte de um esforço contínuo de pesquisa multidisciplinar em grafeno no LCN e segue a descoberta original de supercondutividade no supercondutor de grafite CaC6 por Weller at al. publicado na Nature Physics, doi:10.1038 / nphys0010.
p Professor Jan Zaanen da Universidade de Leiden e vencedor do prestigioso prêmio Spinoza por, entre outras coisas, seu papel como proponente do conceito de faixa para materiais atomicamente finos, comentou:"Esta descoberta é mais um passo importante para demonstrar a onipresença das listras, e o fato de eles aparecerem no hospedeiro mais simples do mundo - a rede bidimensional de átomos de carbono que é o grafeno - significa que mais ciência e aplicações de grande porte não ficam muito atrás. "