p Os materiais em camadas de van der Waals são de grande interesse para aplicações eletrônicas e fotônicas, de acordo com pesquisadores da Penn State e SLAC National Accelerator Laboratory, Em califórnia, que fornecem novos insights sobre as interações de materiais em camadas com feixes de laser e elétrons. p Os materiais bidimensionais de van der Waals são compostos de camadas fortemente ligadas de moléculas com fraca ligação entre as camadas.

p Os pesquisadores usaram uma combinação de pulsos ultrarrápidos de luz laser que excitam os átomos em uma estrutura de telureto de gálio, seguido pela exposição da rede a um pulso ultrarrápido de um feixe de elétrons. Isso mostra as vibrações da rede em tempo real usando difração de elétrons e pode levar a um melhor entendimento desses materiais.

p "Esta é uma técnica única, "disse Shengxi Huang, professor assistente de engenharia elétrica e autor correspondente de um artigo na ACS Nano que descreve seu trabalho. "O objetivo é compreender totalmente as vibrações da rede, incluindo dentro e fora do plano. "

p Uma das observações interessantes em seu trabalho é a violação de uma lei que se aplica a todos os sistemas materiais. A Lei de Friedel postula que no padrão de difração, os pares de picos de Bragg centrosimétricos devem ser simétricos, diretamente resultante da transformação de Fourier. Nesse caso, Contudo, os pares de picos de Bragg mostram padrões oscilantes opostos. Eles chamam esse fenômeno de quebra dinâmica da Lei de Friedel. É uma observação muito rara, senão inédita, nas interações entre os feixes e esses materiais.

p "Por que vemos a violação da Lei de Friedel?" ela disse. "É por causa da estrutura de rede deste material. Em materiais 2-D em camadas, os átomos em cada camada normalmente se alinham muito bem na direção vertical. No telureto de gálio, o alinhamento atômico está um pouco errado. "

p Quando o feixe de laser incide sobre o material, o aquecimento gera o modo de fônon acústico longitudinal de ordem inferior, o que cria um efeito de oscilação para a rede. Isso pode afetar a forma como os elétrons se difratam na rede, levando à quebra dinâmica única da lei de Friedel.

p Esta técnica também é útil para estudar materiais de mudança de fase, que absorvem ou irradiam calor durante a mudança de fase. Esses materiais podem gerar o efeito eletrocalórico em refrigeradores de estado sólido. Esta técnica também será interessante para pessoas que estudam cristais estranhamente estruturados e a comunidade geral de materiais 2-D.