p Os pesquisadores mostraram que podem ajustar a tensão no grafeno suspenso como peles sobre buracos microscópicos em um substrato de óxido de silício usando a ponta de um microscópio de sonda de varredura avançado e uma placa condutora abaixo do substrato. O ajuste da deformação permitiu ao grupo criar áreas no grafeno onde os elétrons se comportavam como se estivessem confinados a pontos quânticos. p Aumentar ou relaxar a tensão na pele mudará a forma como a bateria soa. O mesmo vale para peles feitas de grafeno, apenas em vez de mudar o som, esticar o grafeno tem um efeito profundo nas propriedades elétricas do material. Pesquisadores que trabalham no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia e na Universidade de Maryland mostraram que submeter o grafeno a deformações mecânicas pode imitar os efeitos dos campos magnéticos e criar um ponto quântico, um tipo exótico de semicondutor com uma ampla gama de usos potenciais em dispositivos eletrônicos.

p Os resultados foram divulgados em 22 de junho, 2012, emissão de Ciência .

p O grafeno é uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma estrutura em forma de favo de mel. Capaz de conduzir eletricidade com pouca resistência à temperatura ambiente, o grafeno é o principal candidato para aplicações que variam de visores flexíveis a transistores de alta velocidade.

p Contudo, a mesma falta de resistência elétrica que torna o grafeno atraente para alguns usos também o torna inadequado para aplicações de computação digital. O grafeno conduz eletricidade tão bem porque não tem um gap - um limite energético abaixo do qual o material não conduz eletricidade. Isso significa que o grafeno não pode ser desligado, "e os computadores precisam de sinais" ligados "e" desligados "para transmitir e processar informações.

p Como os substratos diminuem a velocidade dos elétrons que se movem através do grafeno, Nikolai Klimov, um pesquisador de pós-doutorado da Universidade de Maryland trabalhando no NIST, suspendeu o grafeno sobre buracos rasos em um substrato de dióxido de silício - essencialmente fazendo um conjunto de peles de grafeno. Para medir as propriedades do grafeno, a equipe usou um microscópio de sonda de varredura exclusivo projetado e construído no NIST.

p Quando eles começaram a sondar as peles, eles descobriram que o grafeno subiu para encontrar a ponta do microscópio - um resultado da força de van der Waals, uma força elétrica fraca que cria atração entre objetos que estão muito próximos uns dos outros.

p "Enquanto nosso instrumento nos dizia que o grafeno tinha a forma de uma bolha presa nas bordas, as simulações feitas por nossos colegas da Universidade de Maryland mostraram que estávamos detectando apenas o ponto mais alto do grafeno, "diz o cientista do NIST Nikolai Zhitenev." Seus cálculos mostraram que a forma era na verdade mais parecida com a que você obteria se cutucasse a superfície de um balão inflado, como uma tenda ou tenda de circo. "

p Os pesquisadores descobriram que podiam ajustar a tensão na pele do tambor usando a placa condutora sobre a qual o grafeno e o substrato foram montados para criar uma atração compensatória e puxar a pele para baixo. Desta maneira, eles poderiam puxar o grafeno para dentro ou para fora do buraco abaixo dele. E suas medições mostraram que mudar o grau de tensão mudou as propriedades elétricas do material.

p Por exemplo, o grupo observou que, quando puxaram a membrana de grafeno em forma de tenda, a região no ápice agia como um ponto quântico, um tipo de semicondutor no qual os elétrons estão confinados a uma pequena região do espaço.

p A criação de regiões semicondutoras como pontos quânticos no grafeno, modificando sua forma, pode dar aos cientistas o melhor dos dois mundos:alta velocidade e gap crucial para a computação e outras aplicações.

p De acordo com Zhitenev, os elétrons fluem através do grafeno seguindo os segmentos dos hexágonos. O alongamento dos hexágonos diminui a energia perto do ápice da forma de tenda e faz com que os elétrons se movam fechados, órbitas em forma de trevo - imitando quase exatamente como os elétrons se moveriam em um campo magnético verticalmente variado.

p "Este comportamento é realmente notável, "diz Zhitenev." Há um pouco de vazamento de elétrons, mas descobrimos que se complementássemos o campo pseudomagnético com um campo magnético real, não houve vazamento algum. "

p "Normalmente, para fazer um ponto quântico de grafeno, você teria que cortar um pedaço nanométrico de grafeno, "diz o NIST Fellow Joseph Stroscio." Nosso trabalho mostra que você pode conseguir a mesma coisa com campos pseudomagnéticos induzidos por deformação. É um ótimo resultado, e um passo significativo para o desenvolvimento de futuros dispositivos baseados em grafeno. "