p Richard Feynman fez a famosa pergunta em 1959:é possível ver e manipular átomos individuais em materiais? Por um tempo, sua visão parecia mais ficção científica do que ciência, mas começando com experimentos inovadores no final dos anos 1980 e desenvolvimentos mais recentes em instrumentação de microscopia eletrônica, tornou-se realidade científica. Contudo, os danos causados ​​pelo feixe de elétrons costumam ser um problema em tais experimentos. p O presente estudo focou no grafeno de camada única com átomos de silício embutidos na rede, previamente criado e estudado pelos colaboradores de Manchester e Daresbury no Reino Unido. Devido ao tamanho maior do silício em comparação com o carbono, esses átomos dopantes projetam-se para fora do plano, o que torna a dinâmica interessante sob o feixe de elétrons. As simulações detalhadas realizadas na Universidade de Viena mostraram que os elétrons de 60 quiloeletronvolt que os microscópios Nion de ambas as equipes usam para obter imagens da estrutura não são energéticos o suficiente para causar a ejeção total de átomos, de acordo com o que foi observado.

p Crucialmente, Contudo, átomos de carbono próximos a um dopante de silício são ligeiramente menos fortemente ligados, e podem receber apenas o suficiente de um chute para que quase escapem da treliça, mas são recapturados devido a uma interação atrativa com o átomo de silício. Enquanto isso, o silício relaxa na posição da rede deixada vazia pelo átomo de carbono impactado, que assim volta para a rede no lado oposto de onde começou. Com efeito, a ligação silício-carbono é invertida, que foi visto diretamente pelas equipes de microscopia. A análise dos dados experimentais de quase 40 desses saltos deu uma probabilidade que poderia ser comparada diretamente com as simulações, com notável concordância.

p Além de ser bela física, as descobertas abrem possibilidades promissoras para a engenharia em escala atômica:"O que torna nossos resultados verdadeiramente intrigantes é que a inversão da ligação é direcional - o silício se move para tomar o lugar do átomo de carbono que foi atingido por um elétron sonda", explica o autor principal Toma Susi, física e FWF Lise Meitner Fellow da Universidade de Viena. "Isso significa que deve ser possível controlar o movimento de um ou mais átomos de silício na rede com precisão atômica. Talvez veremos um novo tipo de curral quântico ou um logotipo de universidade feito de átomos de silício em grafeno nas proximidades futuro", ele conclui.