p O grafeno geralmente é descrito como uma estrutura bidimensional - uma única folha de átomos de carbono organizados em uma estrutura regular - mas a realidade não é tão simples. Na realidade, o grafeno pode formar rugas que tornam a estrutura mais complicada, potencialmente sendo aplicado a sistemas de dispositivos. O grafeno também pode interagir com o substrato sobre o qual é colocado, adicionando mais complexidade. p Em pesquisa publicada em Nature Communications , Os cientistas da RIKEN descobriram agora que as rugas no grafeno podem restringir o movimento dos elétrons a uma dimensão, formando uma estrutura semelhante a uma junção que muda de condutor de lacuna zero para semicondutor de volta a condutor de lacuna zero. Além disso, eles usaram a ponta de um microscópio de tunelamento para manipular a formação de rugas, abrindo o caminho para a construção de semicondutores de grafeno não por meios químicos - adicionando outros elementos - mas pela manipulação da própria estrutura de carbono em uma forma de "engenharia de grafeno".

p A descoberta começou quando o grupo estava fazendo experiências com a criação de filmes de grafeno usando deposição química de vapor, que é considerado o método mais confiável. Eles estavam trabalhando para formar grafeno em um substrato de níquel, mas o sucesso desse método depende muito da temperatura e da velocidade de resfriamento.

p De acordo com Hyunseob Lim, o primeiro autor do artigo, "Estávamos tentando cultivar grafeno em um único substrato de níquel cristalino, mas em muitos casos acabamos criando um composto de níquel e carbono, Ni2C, em vez de grafeno. Para resolver o problema, tentamos resfriar rapidamente a amostra após a dosagem com acetileno, e durante esse processo, encontramos acidentalmente pequenas nanowrinkles, apenas cinco nanômetros de largura, na amostra. "

p Eles foram capazes de obter imagens dessas pequenas rugas usando microscopia de varredura por túnel, e descobri que havia aberturas de gap dentro deles, indicando que as rugas podem atuar como semicondutores. Normalmente, elétrons e buracos de elétrons fluem livremente através de um condutor sem gap, mas quando é um semicondutor, existem lacunas de banda entre os estados de elétrons permitidos, e os elétrons só podem passar por essas lacunas sob certas condições. Isso indica que o grafeno poderia, dependendo das rugas, tornar-se um semicondutor.

p Inicialmente, eles consideraram duas possibilidades para o surgimento desse gap. Uma é que a deformação mecânica pode causar um fenômeno magnético, mas eles descartaram isso, e concluíram que o fenômeno era causado pelo confinamento dos elétrons em uma única dimensão devido ao "confinamento quântico".

p De acordo com Yousoo Kim, chefe do Laboratório de Ciências de Superfície e Interface, quem liderou a equipe, "Até agora, esforços para manipular as propriedades eletrônicas do grafeno têm sido feitos principalmente por meios químicos, mas a desvantagem disso é que pode levar à degradação das propriedades eletrônicas devido a defeitos químicos. Aqui, mostramos que as propriedades eletrônicas podem ser manipuladas simplesmente alterando a forma da estrutura do carbono. Será emocionante ver se isso pode levar a maneiras de encontrar novos usos para o grafeno. "