p Uma equipe que inclui físicos da Universidade de Basel conseguiu usar microscopia de força atômica para obter imagens claras de átomos de impureza individuais em fitas de grafeno. Graças às forças medidas na rede de carbono bidimensional do grafeno, eles foram capazes de identificar boro e nitrogênio pela primeira vez, como os pesquisadores relatam no jornal Avanços da Ciência . p O grafeno é feito de uma camada bidimensional de átomos de carbono dispostos em uma rede hexagonal. As fortes ligações entre os átomos de carbono tornam o grafeno extremamente estável, mas flexível. É também um excelente condutor elétrico através do qual a eletricidade pode fluir quase sem perdas.

p As propriedades distintas do grafeno podem ser expandidas pela incorporação de átomos de impureza em um processo conhecido como "dopagem". Os átomos de impureza causam mudanças locais na condução que, por exemplo, permitem que o grafeno seja usado como um minúsculo transistor e possibilita a construção de circuitos.

p Em uma colaboração entre cientistas da Universidade de Basel e do Instituto Nacional de Ciência de Materiais em Tsukuba, no Japão, Kanazawa University e Kwansei Gakuin University no Japão, e a Aalto University na Finlândia, os pesquisadores criaram e examinaram especificamente fitas de grafeno contendo átomos de impureza.

p Eles substituíram átomos de carbono específicos na estrutura hexagonal por átomos de boro e nitrogênio usando química de superfície, colocando compostos precursores orgânicos adequados sobre uma superfície de ouro. Sob exposição ao calor até 400 ° C, minúsculas fitas de grafeno formadas na superfície do ouro a partir dos precursores, incluindo átomos de impureza em locais específicos.

p Cientistas da equipe liderada pelo professor Ernst Meyer do Swiss Nanoscience Institute e do Departamento de Física da Universidade de Basel examinaram essas fitas de grafeno usando microscopia de força atômica (AFM). Eles usaram uma ponta funcionalizada com monóxido de carbono e mediram as pequenas forças que agem entre a ponta e os átomos individuais.

p Este método permite que até mesmo as menores diferenças nas forças sejam detectadas. Olhando para as diferentes forças, os pesquisadores foram capazes de mapear e identificar os diferentes átomos. "As forças medidas para átomos de nitrogênio são maiores do que para um átomo de carbono, "explica o Dr. Shigeki Kawai, autor principal do estudo e ex-pós-doutorado na equipe de Meyer. "Medimos as menores forças para os átomos de boro." As diferentes forças podem ser explicadas pela proporção diferente de forças repulsivas, que é devido aos diferentes raios atômicos.

p Simulações de computador confirmaram as leituras, provando que a tecnologia AFM é adequada para a realização de análises químicas de átomos de impureza nos promissores compostos de carbono bidimensionais.