p No que poderia ser um avanço significativo na fabricação de nanodispositivos baseados em grafeno, uma equipe de pesquisadores do Berkeley Lab descobriu um novo mecanismo para montar "ilhas" moleculares bidimensionais (2D) que podem ser usadas para modificar o grafeno em escala nanométrica. Essas ilhas 2D são compostas de moléculas F4TCNQ que prendem a carga elétrica de maneiras que são potencialmente úteis para eletrônicos baseados em grafeno. p "Estamos relatando um estudo de microscopia de tunelamento de varredura e microscopia de força atômica sem contato de moléculas F4TCNQ na superfície do grafeno em que as moléculas se aglutinam em ilhas 2D compactadas, "diz Michael Crommie, um físico que possui nomeações conjuntas com a Divisão de Ciências de Materiais do Laboratório de Berkeley e com o Departamento de Física da UC Berkeley. "As ilhas resultantes poderiam ser usadas para controlar a densidade de portadores de carga em substratos de grafeno, bem como para modificar como os elétrons se movem através de dispositivos baseados em grafeno. Eles também podem ser usados ​​para formar padrões de nanoescala precisos que exibem perfeição estrutural em escala atômica incomparável por técnicas de fabricação convencionais. "

p Crommie é um dos quatro autores correspondentes de um artigo que descreve esta pesquisa publicada por ACS Nano . O artigo é intitulado "Auto-montagem molecular em um ambiente mal filtrado:F4TCNQ on Graphene / BN." Os outros autores correspondentes são Steven Louie e Marvin Cohen, ambos com Berkeley Lab e UC Berkeley, e Jiong Lu da Universidade Nacional de Cingapura. (Veja abaixo uma lista completa de co-autores)

p O grafeno é uma folha de carbono puro com apenas um átomo de espessura, através da qual os elétrons se movem 100 vezes mais rápido do que se movem através do silício. O grafeno também é mais fino e mais forte que o silício, tornando-o um potencial superstar material para a indústria eletrônica. Contudo, o grafeno deve ser dopado eletricamente para ajustar o número de portadores de carga que contém, a fim de ser útil em dispositivos, e F4TCNQ provou ser um dopante eficaz para transformar o grafeno em um semicondutor "tipo p".

p "F4TCNQ é conhecido por extrair elétrons de um substrato, alterando assim a densidade do portador de carga do substrato, "Crommie diz." Estudos anteriores analisaram F4TCNQ adsorvido em grafeno suportado por um substrato de metal, o que cria um ambiente altamente protegido. F4TCNQ adsorvido em grafeno suportado pelo nitreto de boro isolante (BN) cria um ambiente mal filtrado. Nós achamos isso, ao contrário dos metais, As moléculas F4TCNQ no grafeno / BN formam ilhas 2D por um mecanismo único de automontagem que é conduzido pelas interações de Coulomb de longo alcance entre as moléculas carregadas. Moléculas carregadas negativamente se aglutinam em uma ilha, aumentando a função de trabalho local acima da ilha e fazendo com que elétrons adicionais fluam para a ilha. Esses elétrons adicionais fazem com que a energia total da camada de grafeno diminua, resultando na coesão da ilha. "

p Crommie e seus co-autores acreditam que este mecanismo de formação de ilha 2D também deve se aplicar a outros sistemas de adsorbato molecular que exibem transferência de carga em ambientes mal selecionados, abrindo assim a porta para ajustar as propriedades das camadas de grafeno para aplicativos de dispositivo.