p A fim de compreender materiais avançados como nanoestruturas de grafeno e otimizá-los para dispositivos em nano-, A tecnologia opto e quântica é crucial para entender como os fônons - a vibração dos átomos nos sólidos - influenciam as propriedades dos materiais. Pesquisadores da Universidade de Viena, o Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão, a empresa JEOL e a Universidade La Sapienza de Roma desenvolveram um método capaz de medir todos os fônons existentes em um material nanoestruturado. Este é um avanço na análise de materiais e dispositivos funcionais em nanoescala. Com este experimento piloto usando nanoestruturas de grafeno, esses pesquisadores mostraram a singularidade de sua abordagem, que será publicado na última edição da Natureza . p Termal importante, mecânico, As características optoeletrônicas e de transporte dos materiais são regidas por fônons:as ondas vibracionais atômicas em propagação. É então inferível que a determinação de tais vibrações atômicas estendidas é crucial para a otimização de dispositivos nanoeletrônicos. As técnicas disponíveis atualmente usam métodos ópticos, bem como elétron inelástico, Espalhamento de raios-X e nêutrons. Apesar de sua importância científica na última década, nenhum desses métodos foi capaz de determinar todos os fônons de uma monocamada independente de materiais bidimensionais (2-D), como o grafeno e suas variações locais dentro de uma nanofita de grafeno, que, por sua vez, são usados ​​como elementos ativos em nano e optoeletrônica.

p Os novos limites da nanospectroscopia

p Uma equipe internacional de pesquisa de especialistas em espectroscopia eletrônica liderada por Thomas Pichler na Universidade de Viena, espectroscopia teórica liderada por Francesco Mauri na Universidade La Sapienza em Roma e microscopia eletrônica liderada por Kazu Suenaga na AIST Tsukuba no Japão, juntamente com a empresa japonesa JEOL apresentaram um método original aplicando-o a nanoestruturas de grafeno como modelo:"espectroscopia eletrônica de alta resolução dentro de um microscópio eletrônico com sensibilidade suficiente para medir até mesmo uma monocamada atômica." Dessa forma, eles puderam, pela primeira vez, determinar todos os modos vibracionais do grafeno autônomo, bem como a extensão local dos diferentes modos vibracionais em uma nanofita de grafeno. Este novo método, que eles chamaram de "mapeamento de grande q" abre possibilidades inteiramente novas para determinar a extensão espacial e momentum de fônons em todos os materiais nanoestruturados e bidimensionais avançados. Esses experimentos empurram os limites da nanoespectroscopia, aproximando-se dos limites do princípio da incerteza de Heisenberg e demonstram novas possibilidades de estudar modos de vibração locais em escala nanométrica até monocamadas individuais.

p Novo nanosspectrômetro de elétrons como síncrotron de "mesa"

p "A prova experimental direta do mapeamento completo do espaço e do momento resolvido de vibrações locais de todos os materiais, incluindo até mesmo materiais 2-D de monocamada e nanofitas, nos permitirá desembaraçar totalmente diferentes modos de vibração e suas transferências de momento em estruturas não perfeitas, como bordas ou defeitos, que são extremamente importantes para compreender e otimizar as propriedades locais de um material, "explica um dos principais autores, Ryosuke Senga.

p Este estudo de "High q-Mapping Of Vibrations" no microscópio eletrônico abre um novo caminho para a nanospectroscopia de todos os materiais combinando medições espaciais e momentum resolvidas. Este tem sido o maior desafio em relação à combinação de microscopia e espectroscopia, uma vez que as resoluções espacial e momentum são compensadas devido ao limite do princípio de incerteza de Heisenberg. "Acreditamos que nossa metodologia impulsionará uma vasta pesquisa em ciência de materiais e levará a espectroscopia eletrônica de alta resolução em microscopia eletrônica para o próximo nível, para ser considerado um verdadeiro síncrotron de mesa, "diz Thomas Pichler, da Universidade de Viena.