p Pesquisa do Laboratório Físico Nacional (NPL), Royal Holloway, Universidade de Londres, e Linköping University, Suécia, deu um passo importante para padronizar parâmetros elétricos importantes do grafeno, como potencial de superfície e função de trabalho. A indústria nascente do grafeno requer essas medições padronizadas para que as propriedades do grafeno sejam compreendidas bem o suficiente para que seja amplamente utilizado em dispositivos eletrônicos comerciais. p Potencial de superfície e medições de função de trabalho podem ser usadas para definir propriedades elétricas locais (até a nanoescala) de grafeno de camada única e de camada dupla. Isso é importante porque, enquanto as técnicas de fabricação atuais podem produzir folhas de 95% de grafeno de camada única, mesmo pequenas quantidades de grafeno de duas camadas em uma amostra podem alterar as características elétricas e afetar o desempenho dos dispositivos.

p Atualmente, os valores numéricos obtidos por técnicas comumente usadas podem variar significativamente e não são confiáveis ​​o suficiente para fazer comparações precisas. Embora o substrato e as condições ambientais possam afetar os resultados, também existem problemas instrumentais específicos causados ​​pelo uso de diferentes métodos de medição.

p Esta nova pesquisa publicada em Relatórios Científicos , o jornal de acesso aberto do Nature Publishing Group, compara a precisão e resolução de três técnicas de medição comumente usadas:microscopia de força de sonda Kelvin modulada em frequência (FM-KPFM); microscopia de força de sonda Kelvin modulada em amplitude (AM-KPFM); e espectroscopia de força eletrostática (EFS). Os resultados mostram que as técnicas moduladas por frequência, como FM-KPFM e EFS, fornecem resultados mais precisos do potencial de superfície, bem como maior resolução espacial, do que o comumente usado KPFM modulado em amplitude.

p Olga Kazakova, que liderou o trabalho no NPL, disse:

p "Mostramos que há diferenças significativas na precisão e resolução das técnicas mais comumente usadas para fazer essas medições. Isso significa que um laboratório que usa uma técnica modulada em frequência obterá valores diferentes de outro laboratório que usa uma técnica modulada em amplitude, por exemplo. Isso torna difícil ter confiança nos valores e definir as características do grafeno. "

p O artigo, então, apresenta uma rota para a padronização de medições de grafeno feitas em condições ambientais, em vez de no vácuo, visto que essas condições são mais representativas dos ambientes encontrados em laboratórios de pesquisa em geral e na indústria. Por exemplo, para os dispositivos estudados os valores da função de trabalho obtidos são 4,55 ± 0,02 eV e 4,44 ± 0,02 eV para o grafeno de camada única e bicamada, respectivamente. Deve-se notar que esses valores não são absolutos e dependeriam de vários parâmetros intrínsecos e extrínsecos. Contudo, o método proposto permite a contabilização de condições ambientais variáveis ​​e variações de dopagem e fornece a medida precisa do potencial de superfície de grafeno, função de trabalho e concentração de portadores.

p Os resultados irão melhorar a capacidade da ciência e da indústria de expressar as características do grafeno quantitativamente e com maior confiança. A técnica padronizada proposta também pode ser usada para muitos outros materiais eletrônicos, como semicondutores e fotovoltaicos, garantindo um impacto não apenas na indústria do grafeno, mas também no mundo da eletrônica.

p O artigo é intitulado "Padronização das medições do potencial de superfície dos domínios do grafeno".