p O grafeno pode ser difícil, mas é melhor que aqueles que o manejam sejam carinhosos. O ambiente em torno do material de carbono com a espessura de um átomo pode influenciar seu desempenho eletrônico, de acordo com pesquisadores das universidades Rice e Osaka, que descobriram uma maneira simples de detectar contaminantes. p Porque é tão fácil introduzir acidentalmente impurezas no grafeno, laboratórios liderados pelos físicos Junichiro Kono de Rice e Masayoshi Tonouchi do Instituto de Engenharia de Laser de Osaka descobriram uma maneira de detectar e identificar moléculas fora do lugar em sua superfície por meio de espectroscopia terahertz.

p Eles esperam que a descoberta seja importante para os fabricantes, considerando o uso de grafeno em dispositivos eletrônicos.

p A pesquisa foi publicada esta semana pelo jornal online de acesso aberto da Nature Relatórios Científicos . Isso foi possível graças ao programa NanoJapan baseado em Rice, por meio do qual estudantes de graduação americanos conduzem estágios de pesquisa de verão em laboratórios japoneses.

p Mesmo uma única molécula de uma substância estranha pode contaminar o grafeno o suficiente para afetar suas propriedades elétricas e ópticas, Kono disse. Infelizmente (e talvez ironicamente), que inclui contatos elétricos.

p "Tradicionalmente, a fim de medir a condutividade em um material, é preciso conectar contatos e, em seguida, fazer medições elétricas, "disse Kono, cujo laboratório é especializado em pesquisa de terahertz. "Mas nosso método é sem contato."

p Isso é possível porque o composto de fosfeto de índio emite ondas terahertz quando excitado. Os pesquisadores o usaram como substrato para o grafeno. Atingir o material combinado com pulsos de femtossegundos de um laser infravermelho próximo fez com que o fosfeto de índio emitisse terahertz de volta através do grafeno. Imperfeições tão pequenas quanto uma molécula de oxigênio perdida no grafeno foram detectadas por um espectrômetro.

p "A mudança no sinal de terahertz devido à adsorção de moléculas é notável, "Kono disse." Não apenas a intensidade, mas também a forma de onda da radiação terahertz emitida muda total e dinamicamente em resposta à adsorção e dessorção molecular. A próxima etapa é explorar a sensibilidade final desta técnica única para detecção de gás. "

p A técnica pode medir tanto a localização das moléculas contaminantes quanto as mudanças ao longo do tempo. "O laser remove gradualmente as moléculas de oxigênio do grafeno, mudando sua densidade, e podemos ver isso, "Kono disse.

p O experimento envolveu o cultivo de grafeno puro por meio de deposição química de vapor e sua transferência para um substrato de fosfeto de índio. Os pulsos de laser geraram rajadas coerentes de radiação terahertz através de um campo elétrico de superfície embutido do substrato de fosfeto de índio que mudou devido à transferência de carga entre o grafeno e as moléculas contaminantes. A onda terahertz, quando visualizado, refletiu a mudança.

p Os resultados experimentais são um alerta para os fabricantes de eletrônicos. "Para qualquer projeto de dispositivo futuro usando grafeno, temos que levar em consideração a influência do ambiente, "disse Kono. O grafeno em um vácuo ou imprensado entre camadas não contaminantes provavelmente seria estável, mas a exposição ao ar iria contaminá-lo, ele disse.

p Os laboratórios Rice e Osaka continuam a colaborar em um projeto para medir a condutividade terahertz do grafeno em vários substratos, ele disse.