Cientistas do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA descobriram um novo processo para embainhar metal sob uma única camada de grafite, que pode levar a propriedades novas e mais bem controladas para esses tipos de materiais.

Grafeno - grafite bidimensional - foi produzido pela primeira vez em 2004, e porque os elétrons se movem rapidamente ao longo de sua superfície, é uma grande promessa como um material útil em aplicações tão diversas como a computação quântica, células solares, catálise, e detecção. Para que o grafeno corresponda a esse potencial, a ciência de descoberta fundamental no Laboratório Ames está trabalhando para dominar sua montagem em combinação com outros materiais - um delicado processo realizado em ambientes de laboratório de ultra-alto vácuo em escala atômica.

Os pesquisadores encapsularam disprósio, um metal magnético de terras raras, bombardeando a camada superior de grafite em massa com íons para criar defeitos em sua superfície, seguido pela deposição de alta temperatura do metal. Resultou em "mesas" ou ilhas de disprósio sob uma única camada de grafeno. As formações são significativamente diferentes de tudo o que os especialistas em materiais bidimensionais do Laboratório já viram.

"É bem sabido que certos metais podem ser incorporados entre camadas de grafite em massa, "disse a assistente de pesquisa Ann Lii-Rosales." Mas essas mesas se formam apenas na superfície superior de grafite, e eles são metal puro composto de multicamadas, que é a primeira vez. As propriedades combinadas do metal mais grafeno podem ser muito diferentes das outras, materiais produzidos anteriormente. Isso é algo que estamos explorando agora. "

Os pesquisadores também foram capazes de alcançar as mesmas formações semelhantes a mesa com dois metais de transição, rutênio e cobre.

"Isso sugere que temos uma receita muito adaptável para a produção desse tipo de material de superfície, o que torna sua descoberta muito interessante em termos de aplicações potenciais, "disse Pat Thiel, um cientista do Ames Laboratory e distinto professor de Química e Ciência e Engenharia de Materiais na Iowa State University. "Se pudermos controlar o processo para que possamos padronizar deliberadamente a formação dessas pequenas placas de metal, talvez possamos aproveitar e controlar suas propriedades magnéticas e eletrônicas. "

A pesquisa é discutida mais detalhadamente no artigo "Mediada por Defeitos, encapsulamento termicamente ativado de metais na superfície da grafite, "publicado no jornal Carbono .