Uma equipe de físicos da Universidade do Arizona descobriu como mudar a estrutura cristalina do grafeno, conhecido comumente como grafite de lápis, com um campo elétrico. Um importante passo em direção ao possível uso do grafeno em microprocessadores que seriam menores e mais ágeis do que os atuais, baseados em silício.
O grafeno consiste em “folhas” extremamente finas de grafite: ao escrever com um lápis, folhas de grafeno descamam do núcleo de grafite do lápis e ficam no papel, por exemplo. Se for colocado em um Microscópio eletrônico de varredura de alta potência, o grafeno revela sua estrutura semelhante a uma folha de átomos de carbono com ligações cruzadas, assemelhando-se a fios.
Quando submetidos a um campo elétrico, partes do material deixam de se comportar como um metal, e passam a agir como um semicondutor, descobriram os físicos da Universidade.
Grafeno é o material mais fino do mundo, tendo que ser utilizado 300,000 folhas para atingir a espessura de um cabelo humano ou de uma folha de papel. Cientistas e engenheiros estão interessados nele pelas possíveis aplicações em dispositivos microeletrônicos, na esperança de impulsionar-nos da “Idade do Silício” para a “Idade do Grafeno”. A parte difícil é controlar o fluxo de elétrons através do material, um pré-requisito necessário para implementá-lo em qualquer tipo de circuito eletrônico.
Brian LeRoy, professor de física associado da Universidade do Arizona, e seus colaboradores superaram um obstáculo em direção a esse objetivo ao mostrar que um campo elétrico é capaz de controlar a estrutura cristalina do grafeno de três camadas.
A maioria dos materiais requerem altas temperaturas, pressão ou ambos para alterar a sua estrutura cristalina,que é a razão do grafite não ligar-se espontaneamente com o diamante, ou vice-versa.
“É extremamente raro que um material mude sua estrutura cristalina apenas por ser aplicado um campo elétrico ,” LeRoy disse. “Fazer o grafeno de três camadas é um método excepcionalmente único que poderia ser utilizado para criar novos aparatos.”
Três camadas de grafeno podem ser empilhadas em apenas duas maneiras. Isso é análogo ao empilhar camadas de bolas de bilhar em uma estrutura triangular, com as bolas representando os átomos de carbono.
Artigo publicado na Nature com o título Electric Field Control of Soliton Motion and Stacking in Trilayer Graphene.
Texto publicado pelo Phys com o título Physicists discover how to change the crystal structure of graphene.
