(PhysOrg.com) - À medida que os pesquisadores continuam a estudar o grafeno e seus atributos únicos, eles se encontram fixados em diferentes áreas de suas propriedades. Uma dessas propriedades é que, por causa de sua estrutura de rede, o grafeno é um semicondutor de “lacuna zero”. Isso significa que suas bandas de condução e valência de elétrons realmente se tocam em certos pontos, o que significa que não há lacuna de energia entre eles, como é o caso com os materiais semicondutores atuais. E isso significa que o momento e a associação de energia são muito parecidos com os dos fótons, o que implica que os elétrons podem se mover a velocidades próximas à velocidade da luz. Essas partes da estrutura do grafeno são conhecidas como pontos de Dirac. Até agora, ninguém foi capaz de ver qualquer evidência do mundo real de tais pontos, muito menos manipulá-los.

Agora, Tilman Esslinger e seus colegas pesquisadores do Institute for Quantum Optics da ETH Zurich encontraram uma maneira de fazer exatamente isso, simulando o grafeno e suas propriedades usando uma rede criada a laser cheia de átomos de potássio-40. Eles relatam suas descobertas no jornal Natureza .

O experimento começou resfriando átomos de potássio-40, deixando-os letárgicos para que não se movam para longe da rede. Seu papel era servir como substitutos para os elétrons que se moviam no grafeno. Então, para criar a rede, a equipe disparou um laser perpendicular ao outro, fazendo com que os dois interferissem um no outro. Um terceiro feixe de laser com um comprimento de onda ligeiramente diferente foi adicionado para criar uma onda estacionária. Neste cenário, a rede quadrada resultante pode ser ajustada ajustando o terceiro feixe. A equipe então testou a rede para pontos de Dirac acelerando os átomos e medindo suas trajetórias e encontrou dois deles, observando que o momento entre as células da rede não diminuiu, o que significa que não havia nenhuma lacuna. Melhor ainda, a equipe descobriu que, ajustando a rede, eles poderiam manipular os pontos de Dirac, movê-los ou até mesmo fazer com que desapareçam completamente.

Em uma interessante reviravolta nos acontecimentos, outra equipe, com uma abordagem completamente diferente, também conseguiu encontrar uma maneira de mostrar a existência de pontos Dirac e também manipulá-los, sintetizando uma forma de graphne e organizando-a na conhecida rede de arame em cima de um substrato condutor e em seguida, manipulando-o com um microscópio de tunelamento. Eles também publicaram seus resultados em Natureza .

Encontrar maneiras de mostrar como os pontos de Dirac podem ser manipulados ajudará a encontrar maneiras de usar o grafeno em aplicações do mundo real que podem resultar em novos materiais exóticos com propriedades eletrônicas exclusivas, levando a produtos finais que em alguns casos nem podem ser imaginados ainda.

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