Com propriedades que prometem computadores mais rápidos, melhores sensores e muito mais, o grafeno foi apelidado de 'material milagroso'. Mas o progresso na produção em escala industrial sem comprometer suas propriedades se mostrou ilusório. Os cientistas da Universidade de Groningen podem agora ter feito uma descoberta. Seus resultados serão publicados na revista Nano Letras .

O grafeno é um material especial com cristais de apenas um átomo de espessura. Os elétrons passam por ele com quase nenhuma resistência, e apesar de ser muito flexível, é mais forte do que qualquer metal. Os descobridores do grafeno, Andre Geim e Konstantin Novoselov, Fizeram isso descascando grafite com fita adesiva até que conseguiram isolar uma única camada atômica:o grafeno. Ganhou-lhes o Prêmio Nobel de Física de 2010.

'O desafio é encontrar um substrato que não apenas preserve as propriedades do grafeno, mas também permite a produção escalonável. ', disse Stefano Gottardi, Estudante de doutorado no Instituto de Materiais Avançados da Universidade de Groningen Zernike. Um bom candidato é a deposição de vapor químico. Aqui, o calor é usado para vaporizar um precursor de carbono como o metano, que então reage com um substrato cataliticamente ativo para formar grafeno em sua superfície. Um metal de transição é normalmente usado como substrato. Contudo, não apenas o metal de transição atua como um suporte, mas também tende a interagir com o grafeno e modificar - ou mesmo deteriorar - suas propriedades marcantes.

Pesado

Para restaurar essas propriedades após o crescimento no metal, o grafeno deve ser transferido para um substrato não interagente, mas esse processo de transferência é complicado e geralmente apresenta defeitos. No entanto, muitos cientistas estão tentando melhorar o crescimento do grafeno em metais de transição, principalmente usando folha de cobre como substrato.

Foi o que fez também o grupo Surfaces and Thin Films dos supervisores de Gottardi, Meike Stöhr e Petra Rudolf. 'Quando analisamos uma amostra de grafeno em cobre, fizemos algumas observações estranhas ', Stöhr lembra. As observações sugeriram que ao lado do cobre algum óxido de cobre também estava presente. De fato, um bom filme de grafeno parecia ter se formado no óxido de cobre, e como metais oxidados podem deixar as propriedades do grafeno inalteradas, esta foi uma observação potencialmente importante.

A equipe de Groningen começou a estudar essa possibilidade com mais detalhes. Isso foi há três anos. Desde então, Gottardi e seus colegas conseguiram cultivar grafeno em óxido de cobre com sucesso. Esta conquista, juntamente com uma caracterização aprofundada das propriedades do grafeno, será publicada na Nano Letters. A equipe também relata a descoberta notável de que o grafeno no óxido de cobre é desacoplado do substrato, o que significa que ele preserva suas propriedades eletrônicas peculiares.

Os resultados podem ser de longo alcance. Stöhr:'Outros laboratórios precisam reproduzir nossas descobertas, e muito trabalho precisa ser feito para otimizar as condições de crescimento. ' O melhor cenário seria que grandes cristais de grafeno de domínio único pudessem ser cultivados em óxido de cobre. Se for esse o caso, deve então ser possível usar técnicas litográficas para fazer todos os tipos de dispositivos eletrônicos de grafeno de uma maneira comercialmente viável. Uma observação inesperada três anos atrás pode, portanto, provar ser o início de uma nova era da eletrônica de grafeno.