p Em 2004, os pesquisadores descobriram um material superfino que é pelo menos 100 vezes mais forte que o aço e o mais conhecido condutor de calor e eletricidade. p Isso significa que o material, grafeno, poderia trazer uma eletrônica mais rápida do que é possível hoje com o silício.

p Mas para ser realmente útil, o grafeno precisaria transportar uma corrente elétrica que liga e desliga, como o que o silício faz na forma de bilhões de transistores em um chip de computador. Essa comutação cria sequências de 0s e 1s que um computador usa para processar informações.

p Pesquisadores da Purdue University, em colaboração com a Universidade de Michigan e a Universidade Huazhong de Ciência e Tecnologia, mostram como uma técnica a laser poderia forçar permanentemente o grafeno a ter uma estrutura que permite o fluxo de corrente elétrica.

p Essa estrutura é chamada de "intervalo de banda". Os elétrons precisam pular esta lacuna para se tornarem elétrons de condução, o que os torna capazes de transportar corrente elétrica. Mas o grafeno não tem naturalmente uma lacuna de banda.

p Os pesquisadores do Purdue criaram e ampliaram o intervalo de banda no grafeno para um recorde de 2,1 elétronvolts. Para funcionar como um semicondutor, como o silício, o gap precisaria ser de pelo menos o registro anterior de 0,5 eletronvolts.

p "Esta é a primeira vez que um esforço alcançou tais lacunas de banda altas sem afetar o próprio grafeno, como por meio de dopagem química. Nós purificamos o material, "disse Gary Cheng, professor de engenharia industrial em Purdue, cujo laboratório investigou várias maneiras de tornar o grafeno mais útil para aplicações comerciais.

p A presença de um gap permite que materiais semicondutores alternem entre isolar ou conduzir uma corrente elétrica, dependendo se seus elétrons são empurrados através do gap ou não.

p Ultrapassar 0,5 eletronvolts desbloqueia ainda mais potencial para o grafeno em dispositivos eletrônicos de última geração, dizem os pesquisadores. Seu trabalho aparece em uma edição de Materiais avançados .

p "Pesquisadores no passado abriram a lacuna de banda simplesmente esticando o grafeno, mas o alongamento sozinho não amplia muito o gap. Você precisa mudar permanentemente a forma do grafeno para manter o gap aberto, "Cheng disse.

p Cheng e seus colaboradores não apenas mantiveram o gap aberto no grafeno, mas também chegou a um ponto em que a largura da lacuna poderia ser ajustada de zero a 2,1 elétronvolts, dando aos cientistas e fabricantes a opção de usar apenas certas propriedades do grafeno, dependendo do que eles querem que o material faça.

p Os pesquisadores tornaram a estrutura de gap permanente em grafeno usando uma técnica chamada impressão de choque a laser, que Cheng desenvolveu em 2014 junto com cientistas da Universidade de Harvard, o Instituto de Estudos Avançados de Madrid e a Universidade da Califórnia, San Diego.

p Para este estudo, os pesquisadores usaram um laser para criar impulsos de ondas de choque que penetraram uma folha subjacente de grafeno. O choque a laser deforma o grafeno em um molde parecido com uma trincheira - dando forma permanente a ele. Ajustar a potência do laser ajusta o gap.

p Embora ainda longe de colocar grafeno em dispositivos semicondutores, a técnica confere mais flexibilidade no aproveitamento da ótica do material, propriedades magnéticas e térmicas, Disse Cheng.