p As interações entre o grafeno e seu ambiente têm uma influência significativa no uso deste promissor material pela indústria de semicondutores. Graças às descobertas abrangentes de um projeto de pesquisa internacional, essas interações agora são mais bem compreendidas e podem ser controladas como resultado. p O grafeno é uma camada de carbono com a espessura de um átomo. Graças às suas características estruturais e eletrônicas únicas, o material tem um potencial enorme e é o foco de grandes expectativas - no entanto, usos e aplicações concretas ainda não se materializaram. Como costuma acontecer quando se trata de uma aplicação viável, O diabo está nos detalhes. Um projeto financiado pelo Austrian Science Fund FWF conseguiu lidar com alguns desses detalhes.

p Segmentando semicondutores

p “Componentes individuais baseados em grafeno já apresentam características marcantes, "explica o líder do projeto, Thomas Pichler, do Departamento de Propriedades Eletrônicas de Materiais da Universidade de Viena." No entanto, o grande avanço em sua aplicação como um componente eletrônico integrado ainda não surgiu. Simplesmente não foi possível usar este material para a tecnologia de semicondutores estabelecida de uma forma que pudesse ser replicada de forma confiável. "Um dos maiores obstáculos é a falta de controle das interações do grafeno com seu ambiente em nível atômico. Como resultado, tem sido quase impossível implantar o material de forma previsível e direcionada. Mesmo a interação entre o grafeno e o substrato, ao qual deve ser aplicado devido à sua extrema finura, só foi compreendido em parte. Pichler e sua equipe de pesquisa já determinaram a natureza dessa interação.

p Estique com carga

p A equipe também foi imediatamente bem-sucedida em obter alguns novos insights surpreendentes. "Fomos capazes de demonstrar uma correlação entre a transferência de carga - o deslocamento de elétrons - e deformação mecânica no grafeno pela primeira vez, "diz Pichler." Esta observação pode ser de grande significado prático, pois isso significa que a medição totalmente sem contato da deformação interna em componentes à base de grafeno pode ser possível no futuro. "

p A equipe também obteve sucessos significativos no controle direcionado do ambiente de grafeno. No âmbito do projeto, foi possível controlar a interface entre o grafeno e semicondutores tradicionais como o germânio no nível atômico pela primeira vez. Muitos vêem isso como um passo importante para tornar os componentes nanoeletrônicos baseados em grafeno utilizáveis ​​para a tecnologia de semicondutores.

p Sucesso com método

p Crucial para o sucesso do projeto cooperativo foi a combinação ideal e a implementação de dois processos. Pichler e sua equipe usaram as mais recentes técnicas de medição de espectroscopia e as complementaram com os chamados cálculos ab-initio, que foram realizados por uma equipe chefiada por Ludger Wirtz do Instituto de Eletrônica, Microeletrônica e Nanotecnologia na Universidade de Lille.

p Amostras extensas

p O projeto teve sucesso na produção de extensas amostras de grafeno isolado eletronicamente. Isso forneceu um ótimo material de partida para o trabalho experimental. "Nós, então, manipulamos deliberadamente a estrutura eletrônica do grafeno, "diz Pichler, explicando a abordagem adotada pelo projeto. "Para fazer isso, por exemplo, substituímos certos átomos no substrato de grafeno por átomos de hidrogênio ou nitrogênio e medimos o impacto dessa substituição no grafeno. "Outra abordagem adotada por Pichler e sua equipe envolvia um método conhecido como intercalação. Com esse método, camadas finas de potássio, lítio ou bário são inseridos entre o grafeno e o substrato e o impacto resultante no grafeno é caracterizado.

p Essas etapas abriram caminho para muitos outros avanços decorrentes do projeto FWF, que ainda são necessários para permitir o uso abrangente do grafeno material milagroso. Muitos desafios ainda precisam ser superados antes que um "fazedor de milagres" como o grafeno possa ser colocado em uso prático. A pesquisa básica terá um papel fundamental na superação desses desafios.