p Produzir grafeno estruturalmente perfeito e outros materiais 2-D é o segredo para explorar suas novas propriedades eletrônicas e spintrônicas em potencial. Mas como sabemos quando o grafeno, o material 2-D mais amplamente estudado, é perfeito - uma camada de átomos sem defeitos e uniforme? p Cientistas do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA descobriram um indicador que demonstra de forma confiável a alta qualidade de uma amostra, e foi um que esteve escondido à vista de todos por décadas.

p Os pesquisadores estavam investigando amostras de grafeno usando difração de elétrons de baixa energia, uma técnica comumente usada em física para estudar a estrutura cristalina das superfícies de materiais sólidos.

p O que eles encontraram não seguiu as regras aceitas de difração.

p "A descoberta é um paradoxo, "disse Michael Tringides, um cientista sênior do Laboratório Ames que investiga as propriedades únicas de materiais 2-D e metais cultivados em grafeno, grafite, e outras superfícies revestidas de carbono. "A difração do livro didático afirma que quanto mais perfeito é um material, mais nítidos e claros os pontos de difração, e materiais imperfeitos têm baixa intensidade, pontos de difração mais amplos. "

p Mas, no caso de amostras altamente uniformes de grafeno, os estudos de difração não mostraram apenas os pontos afiados esperados, mas também uma banda muito larga de difração difusa no fundo.

p "Esse resultado não é intuitivo e muito estranho, "disse Tringides, "mas achamos que esse amplo padrão de difração é uma característica intrínseca do grafeno, e quando você tiver, você tem um grafeno muito bom. Esta é uma boa forma de medir quantitativamente sua perfeição estrutural. "

p O que mais, este estranho padrão de difração estava presente e visível nos últimos 25 anos de publicações de pesquisa de grafeno, e ainda ignorado. "Foi um grande, fenômenos perceptíveis, e reproduzível, e percebemos que deve ser extremamente importante de alguma forma, "disse Tringides.

p Embora mais trabalho teórico seja necessário para explicar completamente os resultados experimentais, os cientistas acreditam que o amplo fenômeno de difração é causado pelo confinamento de elétrons de grafeno em uma única camada de átomos. De acordo com os fundamentos da mecânica quântica, porque a posição normal do elétron à camada é precisamente conhecida, seu vetor de onda deve ter uma propagação, que é transferido para os elétrons difratados. Esse efeito também é significativo para outros tipos de materiais 2-D. Com o interesse contínuo e crescente em materiais 2-D para uma variedade de aplicações, melhorar sua qualidade estrutural será a chave para novas tecnologias promissoras, disse Tringides.

p "Este trabalho fornece um passo importante em direção à capacidade de otimizar o grafeno e outros materiais 2-D com precisão, e adaptar suas propriedades para aplicações específicas, " ele disse.

p A pesquisa é discutida mais detalhadamente no artigo, "Paradoxo de difração:um fundo de difração excepcionalmente amplo marca o grafeno de alta qualidade, "de autoria de S. Chen, M. Horn von Hoegen, P. A. Thiel, e M. C. Tringides; e publicado em Revisão Física B .