p Desde a descoberta do grafeno há cerca de uma década, os cientistas têm estudado maneiras de projetar lacunas de banda eletrônica no material para produzir semicondutores que podem criar novos dispositivos eletrônicos. Uma equipe de pesquisadores do Yale-NUS College, o Centro de Materiais 2D Avançados e o Departamento de Física da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) e da Universidade do Texas em Austin (UT Austin) estabeleceram uma estrutura teórica para compreender as propriedades elásticas e eletrônicas do grafeno. Os resultados foram publicados em fevereiro de 2015 em Nature Communications . p Grafeno, uma folha de átomos de carbono com a espessura de um único átomo arranjada em uma estrutura semelhante a um favo de mel, é um dos materiais mais simples com propriedades mecânicas e eletrônicas incomparáveis. O material foi aclamado pelos cientistas como um excelente condutor de elétrons devido à sua força e leveza. Em 2013, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) descobriram que colocar grafeno sobre nitreto de boro hexagonal, outro material de um átomo de espessura com propriedades semelhantes criará um material híbrido que compartilha a incrível capacidade do grafeno de conduzir elétrons, ao adicionar o gap necessário para formar transistores e outros dispositivos semicondutores. Semicondutores, que pode alternar entre os estados de condução e isolamento, são a base para a eletrônica moderna. As razões por trás de porque o material híbrido funcionou como tal eram inexplicáveis ​​até que este novo quadro teórico foi criado por pesquisadores de Yale-NUS, NUS e UT Austin.

p Para aproveitar totalmente as propriedades do material híbrido para a criação de semicondutores viáveis, um gap robusto sem qualquer degradação nas propriedades eletrônicas é um requisito necessário. Os pesquisadores concluíram que é necessário usar um arcabouço teórico que trate as propriedades eletrônicas e mecânicas igualmente para fazer previsões confiáveis ​​para esses novos materiais híbridos.

p Shaffique Adam, Professor assistente no Yale-NUS College e NUS Department of Physics, disse, "Este arcabouço teórico é o primeiro de seu tipo e pode ser geralmente aplicado a vários materiais bidimensionais. Antes de nosso trabalho, era comumente assumido que, quando um material 2D é colocado em cima de outro, cada um deles permanece plano e rígido. Nosso trabalho mostrou que seu acoplamento eletrônico induz deformação mecânica significativa, esticando e encolhendo ligações em três dimensões, e que essas distorções alteram as propriedades eletrônicas. Descobrimos que o gap depende de vários fatores, incluindo o ângulo entre as duas folhas e sua rigidez mecânica. Daqui para frente, continuaremos a explorar teoricamente os parâmetros ideais para criar bandgaps maiores que podem ser usados ​​para uma ampla gama de tecnologias. "

p Pablo Jarillo-Herrero, o Professor Associado de Física de Desenvolvimento de Carreira da Mitsui no MIT, cuja equipe de pesquisa relatou pela primeira vez lacunas de banda neste novo material híbrido de grafeno disse, "Este trabalho teórico aumentou a precisão e previsibilidade do cálculo do gap induzido no grafeno, que pode permitir aplicações de grafeno em eletrônica digital e optoeletrônica. Se formos capazes de aumentar a magnitude do gap por meio de novas pesquisas, isso pode abrir caminho para novos dispositivos nanoeletrônicos e optoeletrônicos flexíveis e usáveis. "