p Os méritos do grafeno, uma folha 2-D de átomos de carbono, estão bem estabelecidos. Em sua esteira, seguiram-se uma série de materiais pós-grafeno - análogos estruturais do grafeno feitos de elementos como silício ou germânio. p Agora, uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Universidade de Nagoya (Japão) envolvendo Aix-Marseille University (França), o Instituto Max Planck em Hamburgo (Alemanha) e a Universidade do País Basco (Espanha) revelaram a primeira amostra verdadeiramente plana de estaneno - folhas únicas de átomos de estanho (Sn). O estaneno planar é considerado um condutor elétrico extraordinário para alta tecnologia.

p Assim como o grafeno difere do grafite comum, da mesma forma, o estaneno se comporta de maneira muito diferente do humilde estanho a granel. Por causa das interações spin-órbita relativamente fortes para elétrons em elementos pesados, prevê-se que o estanho de camada única seja um "isolante topológico, "também conhecido como isolador Hall de spin quântico (QSH). Os materiais desta classe notável são eletricamente isolantes em seus interiores, mas têm superfícies / bordas altamente condutoras. Esse, em teoria, torna um isolador topológico de camada única um material de fiação ideal para nanoeletrônica. Além disso, os canais altamente condutores nas bordas desses materiais podem transportar correntes quirais especiais com spins bloqueados com direções de transporte, o que os torna ideais para aplicações em spintrônica.

p Em estudos anteriores, onde o estaneno foi cultivado em substratos de telureto de bismuto ou antimônio, as camadas de estanho revelaram-se altamente empenadas e relativamente não homogêneas. Em vez disso, a equipe de Nagoya escolheu prata (Ag) como anfitrião - especificamente, a faceta do cristal Ag (111), cuja constante de rede é ligeiramente maior do que a do estaneno independente, levando à formação de uma monocamada de estanho achatada em uma grande área, um passo mais perto de aplicações industriais escaláveis.

p Átomos de estanho individuais foram lentamente depositados na prata em um processo conhecido como crescimento epitaxial. Crucialmente, a camada de estaneno não se formou diretamente sobre a superfície prateada. Em vez de, como mostrado pela espectroscopia de nível de núcleo, a primeira etapa foi a formação de uma liga de superfície (Ag ₂ Sn) entre as duas espécies. Então, outra rodada de deposição de estanho produziu uma camada de puro, estaneno altamente cristalino no topo da liga. A microscopia de tunelamento mostra imagens impressionantes de uma estrutura em favo de mel de átomos de estanho, ilustrando a estrutura hexagonal do estaneno.

p A liga garantiu o nivelamento da camada de estanho, como confirmado pelos cálculos da teoria funcional da densidade. Junji Yuhara, autor principal de um artigo da equipe publicado em Materiais 2-D , diz, "Stanene segue a periodicidade cristalina do Ag ₂ Liga de superfície Sn. Portanto, em vez de se curvar como ocorreria isoladamente, a camada de estaneno se achata - ao custo de uma leve tensão - para maximizar o contato com a liga abaixo. "
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Esta estabilização mútua entre o estaneno e o hospedeiro não apenas mantém as camadas de estaneno impecavelmente planas, mas permite que eles cresçam para tamanhos impressionantes de cerca de 5, 000 nanômetros quadrados.

p Planar stanene tem perspectivas interessantes em eletrônica e computação. "O efeito QSH é bastante delicado, e a maioria dos isoladores topológicos só o mostram em baixas temperaturas, "de acordo com o líder da equipe do projeto, Guy Le Lay, da Universidade de Aix-Marseille." No entanto, está previsto que o estaneno adote um estado QSH mesmo em temperatura ambiente e acima, especialmente quando funcionalizado com outros elementos. No futuro, esperamos ver o staneno associado ao siliceno nos circuitos do computador. Essa combinação pode acelerar drasticamente a eficiência computacional, mesmo em comparação com a tecnologia de ponta atual. "