(Phys.org) —Uma equipe internacional de físicos, liderado por um grupo de pesquisa da Universidade de Arkansas, descobriu que o aquecimento pode ser usado para controlar a curvatura das ondulações no grafeno independente.

A descoberta fornece uma visão fundamental para a compreensão da influência que a temperatura exerce na dinâmica do grafeno independente. Isso pode conduzir a futuras aplicações de circuitos flexíveis de dispositivos de consumo, como telefones celulares e câmeras digitais.

Embora o grafeno independente seja uma promessa como substituto para o silício e outros materiais em microprocessadores e dispositivos de energia de próxima geração, muito permanece desconhecido sobre suas propriedades mecânicas e térmicas.

A equipe de pesquisa publicou suas descobertas na quarta-feira, 17 de setembro, em um artigo intitulado "Espelho térmico deformado em grafeno independente controlado localmente por microscopia de tunelamento" no jornal online Nature Communications , uma publicação do jornal Natureza .

Anteriormente, os cientistas usaram a voltagem elétrica para causar grandes movimentos e mudanças repentinas na curvatura das ondulações no grafeno independente, disse Paul Thibado, professor de física da Universidade de Arkansas. Nesse artigo, a equipe mostrou que um método alternativo, carga térmica, pode ser usado para controlar esses movimentos.

"Imagine pegar uma bola de raquetebol e cortá-la ao meio, "disse Thibado, um especialista em física experimental da matéria condensada. "Você poderia inverter pressionando. Isso é o que fizemos aqui com uma seção transversal de uma única ondulação de grafeno independente em escala nanométrica. A maioria dos materiais se expande quando você os aquece. O grafeno se contrai, o que é muito incomum. Então, quando nós aqueceu esta seção transversal, em vez de expandir, contraiu, e esse estresse térmico o fez dobrar na direção oposta. "

Grafeno, descoberto em 2004, é uma folha de grafite com um átomo de espessura. Os elétrons que se movem através da grafite têm massa e encontram resistência, enquanto os elétrons que se movem através do grafeno não têm massa, e, portanto, viajar com muito mais liberdade. Isso torna o grafeno um excelente candidato a material para uso na satisfação das necessidades futuras de energia e na fabricação de computadores quânticos, que fazem cálculos enormes com pouco uso de energia.

O estudo foi liderado por Peng Xu, anteriormente um associado de pesquisa de pós-doutorado no Departamento de Física da Universidade de Arkansas e atualmente um associado de pesquisa de pós-doutorado na Universidade de Maryland.

Xu e Thibado usaram microscopia de tunelamento de varredura, que produz imagens de átomos individuais em uma superfície, combinado com simulações de dinâmica molecular em grande escala para demonstrar a flambagem do espelho térmico.

No papel, o terceiro publicado em um grande jornal pela equipe de pesquisa em 2014, eles propõem um conceito para um novo instrumento que capitaliza no controle da flambagem do espelho:um dispositivo eletrotérmico mecânico em nanoescala.

Tal dispositivo forneceria uma alternativa aos sistemas microeletromecânicos, que são pequenas máquinas que são ativadas eletricamente. A vantagem desse dispositivo eletrotérmico-mecânico em nanoescala seria a capacidade de alterar sua produção usando eletricidade ou calor. Além disso, cargas térmicas podem fornecer uma força significativamente maior.