Ao estudar como os elétrons no grafeno bidimensional podem literalmente agir como um líquido, os pesquisadores abriram o caminho para novas pesquisas em um material que tem o potencial de permitir futuros dispositivos de computação eletrônica que superam os transistores de silício.

Pesquisa de um novo método para demonstrar com mais precisão o comportamento do elétron líquido no grafeno, desenvolvido pelo pesquisador Rensselaer Ravishankar Sundararaman e uma equipe da Quazar Technologies na Índia liderada por Mani Chandra, foi publicado recentemente em Revisão Física B .

O grafeno é uma camada atômica única de grafite que ganhou muita atenção por causa de suas propriedades eletrônicas únicas. Recentemente, Sundararaman disse, cientistas propuseram que, nas condições certas, elétrons no grafeno podem fluir como um líquido de uma maneira diferente de qualquer outro material.

Para ilustrar isso, Sundararaman compara elétrons a gotas de água. Quando apenas algumas gotas revestem o fundo de um frasco, seu movimento é previsível, pois eles seguem o movimento do contêiner quando ele é inclinado de um lado para o outro. É assim que os elétrons se comportam na maioria dos materiais quando entram em contato com os átomos e ricocheteiam neles. Isso leva à lei de Ohm, a observação de que a corrente elétrica fluindo através de um material é proporcional à voltagem aplicada através dele. Remova a tensão, e a corrente pára.

Agora imagine um copo que está meio cheio de água. O movimento do líquido, especialmente quando você balança a jarra, é muito menos uniforme porque as moléculas de água principalmente entram em contato umas com as outras em vez das paredes do frasco, permitindo que a água espirre e gire. Mesmo quando você para de mover o vidro, o movimento da água continua. Sundararaman compara isso a como os elétrons continuam a fluir no grafeno, mesmo depois que a tensão parou.

Os pesquisadores sabiam que os elétrons do grafeno tinham o potencial de agir dessa forma, mas fazer experimentos para criar as condições necessárias para esse comportamento é difícil. Anteriormente, Sundararaman disse, cientistas aplicaram voltagem a um material e procuraram resistência negativa, mas não era um método muito sensível.

Os cálculos que Sundararaman e sua equipe apresentaram neste último trabalho mostram que, oscilando a voltagem - imitando o movimento de agitação no exemplo do jar - os pesquisadores podem identificar e medir com mais precisão os vórtices criados e o comportamento hidrodinâmico dos elétrons.

"Você pode obter propriedades eletrônicas realmente estranhas e úteis com isso, "disse Sundararaman, professor assistente de ciência e engenharia de materiais. "Porque está fluindo como um líquido, tem o potencial de manter seu ímpeto e continuar. Você poderia ter condução com muito menos perda de energia, o que é extremamente útil para tornar os dispositivos de baixo consumo de energia muito rápidos. "

Sundararaman deixou claro que muito mais pesquisas precisam ser feitas antes que um dispositivo como esse possa ser criado e aplicado à eletrônica. Mas o método que este artigo apresenta, incluindo as medições que os pesquisadores dizem que devem ser tomadas, permitirá uma observação mais precisa deste fluxo hidrodinâmico de elétrons no grafeno e outros materiais promissores.