Um dispositivo em camadas transfere carga elétrica. Crédito: Nano Letras
Físicos da Washington University, em St. Louis, descobriram como adicionar localmente carga elétrica a um dispositivo de grafeno atomicamente fino por camadas de flocos de outro material fino, alpha-RuCl 3 , no topo disso.
Um artigo publicado na revista Nano Letras descreve o processo de transferência de carga em detalhes. Ganhar o controle do fluxo de corrente elétrica através de materiais atomicamente finos é importante para potenciais aplicações futuras em fotovoltaica ou computação.
"Na minha área, onde estudamos as heteroestruturas de van der Waals feitas por empilhamento personalizado de materiais atomicamente finos, normalmente controlamos a carga aplicando campos elétricos aos dispositivos, "disse Erik Henriksen, professor assistente de física em Artes e Ciências e autor correspondente do novo estudo, junto com Ken Burch no Boston College. "Mas aqui agora parece que podemos apenas adicionar camadas de RuCl 3 . Ele absorve uma quantidade fixa de elétrons, permitindo-nos fazer transferências de carga 'permanentes' que não requerem o campo elétrico externo. "
Jesse Balgley, um estudante de pós-graduação no laboratório de Henriksen na Universidade de Washington, é o segundo autor do estudo. Li Yang, professor de física, e seu aluno de graduação Xiaobo Lu, também na Washington University, ajudou com trabalho computacional e cálculos, e também são co-autores.
Físicos que estudam matéria condensada ficam intrigados com alfa-RuCl 3 porque eles gostariam de explorar algumas de suas propriedades antiferromagnéticas para líquidos de spin quântico.
Neste novo estudo, os cientistas relatam que alfa-RuCl 3 é capaz de transferir carga para vários tipos diferentes de materiais - não apenas grafeno, O favorito pessoal de Henriksen.
Eles também descobriram que só precisavam colocar uma única camada de alfa-RuCl 3 em cima de seus dispositivos para criar e transferir carga. O processo ainda funciona, mesmo se os cientistas deslizarem uma folha fina de um material eletricamente isolante entre o RuCl 3 e o grafeno.
"Podemos controlar quanta carga flui variando a espessura do isolador, "Henriksen disse." Além disso, somos capazes de separar física e espacialmente a fonte de carga de onde ela vai - isso é chamado de dopagem de modulação. "
Adicionar carga a um líquido quântico de spin é um mecanismo que se acredita ser a base da física da supercondutividade de alta temperatura.
"Sempre que você fizer isso, pode ser emocionante, "Henriksen disse." E geralmente você tem que adicionar átomos aos materiais a granel, o que causa muita desordem. Mas aqui, a carga flui direto para dentro, não há necessidade de alterar a estrutura química, portanto, é uma maneira 'limpa' de adicionar carga. "
