p Novos materiais são necessários para reduzir ainda mais o tamanho dos componentes eletrônicos e, assim, tornar dispositivos como laptops e smartphones mais rápidos e eficientes. Pequenas nanoestruturas do novo material grafeno são promissoras a esse respeito. O grafeno consiste em uma única camada de átomos de carbono e, entre outras coisas, tem uma condutividade elétrica muito alta. Contudo, o confinamento espacial extremo em tais nanoestruturas influencia fortemente suas propriedades eletrônicas. Uma equipe liderada pelo professor Michael Bonitz do Instituto de Física Teórica e Astrofísica (ITAP) da Universidade de Kiel agora conseguiu simular o comportamento detalhado dos elétrons nessas nanoestruturas especiais usando um modelo computacional elaborado. Esse conhecimento é crucial para o potencial uso de nanoestruturas de grafeno em dispositivos eletrônicos. p Simulação precisa das propriedades dos elétrons em nanoestruturas

p Ano passado, duas equipes de pesquisa tiveram sucesso independentemente uma da outra na fabricação de estreitos, nanofitas de grafeno atomicamente precisas e medindo suas energias eletrônicas. A largura das nanofitas varia de maneira precisamente controlada. Cada seção das nanofitas tem seus próprios estados de energia com sua própria estrutura eletrônica. "Contudo, os resultados da medição não puderam ser completamente reproduzidos por modelos teóricos anteriores, "diz Bonitz, que chefia a Cátedra de Física Estatística do ITAP. Junto com seu Ph.D. estudante Jan-Philip Joost e seu colega dinamarquês Professor Antti-Pekka Jauho da Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), eles desenvolveram um modelo aprimorado que levou a um excelente acordo com os experimentos. Os físicos apresentam seus resultados teóricos na edição atual da conceituada revista. Nano Letras .

p A base para as novas e mais precisas simulações de computador foi a suposição de que os desvios entre o experimento e os modelos anteriores eram causados ​​pelos detalhes da repulsão mútua dos elétrons. Embora essa interação de Coulomb também exista em metais, e, de fato, foi incluído nas simulações anteriores de uma forma grosseira, o efeito é muito maior nas pequenas nanofitas de grafeno, e requer uma análise detalhada. Os elétrons são expulsos de seus estados de energia originais e têm que "procurar" por outros lugares, como Bonitz explica:"Fomos capazes de provar que os efeitos de correlação devido à interação de Coulomb dos elétrons têm uma influência dramática no espectro de energia local".

p A forma das nanofitas determina suas propriedades eletrônicas

p Como os valores de energia admissíveis dos elétrons dependem do comprimento, largura, e a forma das nanoestruturas foi esclarecida pela equipe investigando muitas dessas nanofitas. "O espectro de energia também muda quando a geometria das nanofitas, a largura deles, e forma, é modificado, "adiciona Joost." Pela primeira vez, nossos novos dados permitem que previsões precisas sejam feitas sobre como o espectro de energia pode ser controlado pela variação específica da forma das nanofitas, "diz Jauho, da DTU em Copenhagen. Os pesquisadores esperam que essas previsões também sejam testadas experimentalmente e levem ao desenvolvimento de novas nanoestruturas. Esses sistemas podem dar contribuições importantes para a miniaturização da eletrônica.