As propriedades eletrônicas do grafeno podem ser especificamente modificadas esticando o material uniformemente, dizem pesquisadores da Universidade de Basel. Esses resultados abrem as portas para o desenvolvimento de novos tipos de componentes eletrônicos.

O grafeno consiste em uma única camada de átomos de carbono dispostos em uma rede hexagonal. O material é muito flexível e tem excelentes propriedades eletrônicas, tornando-o atraente para inúmeras aplicações - componentes eletrônicos em particular.

Pesquisadores liderados pelo professor Christian Schönenberger do Instituto Suíço de Nanociência e do Departamento de Física da Universidade de Basel agora estudaram como as propriedades eletrônicas do material podem ser manipuladas por alongamento mecânico. Para fazer isso, eles desenvolveram uma espécie de suporte pelo qual esticam a camada de grafeno atomicamente fina de maneira controlada, enquanto mede suas propriedades eletrônicas.

Sanduíches na prateleira

Os cientistas primeiro prepararam um 'sanduíche' compreendendo uma camada de grafeno entre duas camadas de nitreto de boro. Esta pilha de camadas, fornecido com contatos elétricos, foi colocado em um substrato flexível.

Os pesquisadores então aplicaram uma força no centro do sanduíche por baixo, usando uma cunha. "Isso nos permitiu dobrar a pilha de maneira controlada, e para alongar toda a camada de grafeno, "explicou o autor principal, Dr. Lujun Wang.

"O alongamento do grafeno nos permitiu alterar especificamente a distância entre os átomos de carbono, e, portanto, sua energia de ligação, "acrescentou o Dr. Andreas Baumgartner, quem supervisionou o experimento.

Estados eletrônicos alterados

Os pesquisadores primeiro calibraram o alongamento do grafeno usando métodos ópticos. Eles então usaram medições de transporte elétrico para estudar como a deformação do grafeno muda as energias eletrônicas. As medições precisam ser realizadas a menos 269 ° C para que as mudanças de energia se tornem visíveis.

“A distância entre os núcleos atômicos influencia diretamente as propriedades dos estados eletrônicos do grafeno, "disse Baumgartner, resumindo os resultados. "Com alongamento uniforme, apenas a velocidade e a energia do elétron podem mudar. A mudança de energia é essencialmente o 'potencial escalar' previsto pela teoria, que agora podemos demonstrar experimentalmente. "

Esses resultados podem levar, por exemplo, para o desenvolvimento de novos sensores ou novos tipos de transistores. Além disso, o grafeno serve como um sistema modelo para outros materiais bidimensionais que se tornaram um importante tópico de pesquisa em todo o mundo nos últimos anos.