(Phys.org) —Os cientistas descobriram um material que tem as mesmas propriedades eletrônicas extraordinárias do grafeno 2-D, mas em uma forma 3-D robusta que deve ser muito mais fácil de moldar em dispositivos eletrônicos, como transistores muito rápidos, sensores e eletrodos transparentes.

O material, arsenieto de cádmio, está sendo explorado independentemente por três grupos, um dos quais inclui pesquisadores da Universidade de Oxford, SLAC, Stanford e Lawrence Berkeley National Laboratory, que descreveram seus resultados em um artigo publicado em 25 de maio em Materiais da Natureza .

"Agora, mais e mais pessoas percebem o potencial na ciência e tecnologia deste material específico. Esse interesse crescente promoverá um rápido progresso no campo - incluindo a exploração de seu uso em dispositivos funcionais e a busca por materiais semelhantes, "disse Yulin Chen, da Universidade de Oxford, quem liderou a pesquisa.

O trabalho do grupo baseia-se em seus estudos anteriores de um composto de bismuto de sódio que também imita o grafeno, mas se transforma em pó quando exposto ao ar. Ambos os compostos foram previstos pelos co-autores Zhong Fang e Xi Dai, físicos teóricos da Academia Chinesa de Ciências, que sugeriu que o arsenieto de cádmio, que é usado em detectores e sensores, forneceria as mesmas propriedades de uma forma muito mais estável.

A previsão deles provou estar correta, disse Zhongkai Liu, o primeiro autor do artigo e um estudante de pós-graduação no SIMES, o Instituto de Stanford para Ciências de Materiais e Energia do SLAC. "A estabilidade ambiental do arseneto de cádmio nos permite explorá-lo de forma muito sistemática, e torna mais fácil estudar, " ele disse.

O grafeno é uma folha de átomos de carbono com a espessura de um átomo descascada de um pedaço de grafite, que é familiar como a grafite dos lápis. Uma de suas características é o comportamento estranho de seus elétrons:quando confinados a esta fina camada de átomos regularmente espaçados, essas partículas leves agem como se não tivessem massa alguma. Isso permite que eles percorram o material muito mais rápido do que o normal. Os cientistas que isolaram o grafeno pela primeira vez em 2004 receberam o Prêmio Nobel de Física; e os pesquisadores têm corrido para explorar suas propriedades e encontrar usos práticos para ele desde então.

Uma dessas buscas tem sido encontrar materiais semelhantes ao grafeno que sejam tridimensionais, e, portanto, muito mais fácil de transformar em dispositivos práticos. Duas outras colaborações internacionais baseadas na Universidade de Princeton e em Dresden, Alemanha, também têm buscado o arsenieto de cádmio como uma possibilidade. Um publicou um artigo sobre seus resultados na edição de 7 de maio da Nature Communications , e o outro postou um artigo não publicado no servidor de pré-impressão arXiv.

O grupo de Chen fez amostras de arsenieto de cádmio em Oxford e as testou na fonte de luz Diamond no Reino Unido e na fonte de luz avançada do laboratório de Berkeley.

"Achamos que esta família de materiais pode ser uma boa candidata para o uso diário, "Chen disse, "e estamos trabalhando com teóricos para ver se há materiais ainda melhores por aí. Além disso, podemos usá-los como uma plataforma para criar e explorar estados da matéria ainda mais exóticos; quando você abre uma porta, você descobre que há muitas outras portas atrás dela. "

A equipe de pesquisa incluiu Zhi-Xun Shen, professor do SLAC e Stanford e conselheiro do SLAC para ciência e tecnologia; Zahid Hussain, cientista sênior da equipe do Berkeley Lab; e outros pesquisadores do SIMES, Berkeley Lab, Universidade de Oxford, Universidade Fudan em Xangai, a Academia Chinesa de Ciências e a Fonte de Luz Diamante. O trabalho foi parcialmente financiado pelo Programa de Arquiteturas Mesodinâmicas do Departamento de Energia dos EUA e da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA).