p Um novo estudo realizado por uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Universidade de Minnesota destaca como a manipulação de materiais 2D pode tornar nossos dispositivos modernos mais rápidos, menor, e melhor. p As descobertas já estão online e serão publicadas em Materiais da Natureza , uma das principais revistas científicas de ciência de materiais e pesquisa de engenharia.

p Os materiais bidimensionais são uma classe de nanomateriais com apenas alguns átomos de espessura. Os elétrons nestes materiais são livres para se mover no plano bidimensional, mas seu movimento restrito na terceira direção é governado pela mecânica quântica. A pesquisa sobre esses nanomateriais ainda está em sua infância, mas materiais 2D, como grafeno, os dichalcogenetos de metais de transição e o fósforo negro têm atraído muita atenção dos cientistas e engenheiros por suas incríveis propriedades e potencial para melhorar os dispositivos eletrônicos e fotônicos.

p Neste estudo, pesquisadores da Universidade de Minnesota, MIT, Stanford, Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA, IBM, e universidades no Brasil, Reino Unido e Espanha, se uniram para examinar as propriedades ópticas de várias dezenas de materiais 2D. O objetivo do artigo é unificar a compreensão das interações luz-matéria nesses materiais entre os pesquisadores e explorar novas possibilidades para pesquisas futuras.

p Eles discutem como polaritons, uma classe de quasipartículas formadas através do acoplamento de fótons com dipolos de carga elétrica no sólido, permitem aos pesquisadores casar a velocidade das partículas de luz do fóton e o pequeno tamanho dos elétrons.

p "Com nossos dispositivos, nós queremos velocidade, eficiência, e queremos pequenos. Polaritons podem oferecer a resposta, "disse Tony Low, um professor assistente de engenharia elétrica e de computação da Universidade de Minnesota e principal autor do estudo.

p Ao estimular os polaritons em materiais 2D, a energia eletromagnética pode ser concentrada em um volume um milhão de vezes menor em comparação com a sua propagação no espaço livre.

p "Materiais bidimensionais em camadas surgiram como uma caixa de ferramentas fantástica para nano-fotônica e nano-optoeletrônica, fornecer design personalizado e capacidade de ajuste para propriedades que não são possíveis de realizar com materiais convencionais, "disse Frank Koppens, líder do grupo no Instituto de Ciências Fotônicas de Barcelona, Espanha, e coautor do estudo. "Isso oferecerá oportunidades tremendas para aplicativos."

p Outros membros da equipe do setor privado também reconhecem o potencial em aplicações práticas.

p "O estudo dos plasmon-polaritons em duas dimensões não é apenas um assunto de pesquisa fascinante, mas também oferece possibilidades para importantes aplicações tecnológicas, "disse Phaedon Avoruris, IBM Fellow no IBM T. J. Watson Research Center e co-autor do estudo. "Por exemplo, um material de camada atômica como o grafeno estende o campo da plasmônica para as regiões infravermelho e terahertz do espectro eletromagnético, permitindo aplicações exclusivas que variam de detecção e impressão digital de quantidades mínimas de biomoléculas, para aplicações em comunicações ópticas, captação de energia e imagens de segurança. "

p O novo estudo também examinou as possibilidades de combinação de materiais 2D. Pesquisadores apontam que todo material 2D tem vantagens e desvantagens. A combinação desses materiais cria novos materiais que podem ter as melhores qualidades de ambos.

p "Cada vez que olhamos para um novo material, encontramos algo novo, "Low disse." O grafeno é frequentemente considerado um material 'maravilhoso', mas combiná-lo com outro material pode torná-lo ainda melhor para uma ampla variedade de aplicações. "

p Para ler o artigo de pesquisa completo, intitulado "Polaritons em materiais bidimensionais em camadas, " visite a Materiais da Natureza local na rede Internet.