Novas descobertas de pesquisas sobre grafeno

Os materiais bidimensionais prometem avanços revolucionários na electrónica e na fotónica, mas muitos dos candidatos mais promissores degradam-se em segundos após a exposição ao ar, tornando-os virtualmente inadequados para investigação ou integração em tecnologias práticas. Os dihaletos de metais de transição são uma classe de materiais altamente atraente, porém desafiadora; suas propriedades previstas são adequadas para dispositivos de próxima geração, mas sua reatividade extremamente alta no ar dificulta até mesmo a caracterização de sua estrutura fundamental.

Pesquisadores do Instituto Nacional de Grafeno da Universidade de Manchester alcançaram agora, pela primeira vez, imagens de resolução atômica de diiodetos de metais de transição monocamada, criando amostras TEM seladas com grafeno que evitam que esses materiais altamente reativos se degradem em contato com o ar.

Esta pesquisa, publicada na ACS Nano, demonstra que o encapsulamento completo de cristais dentro do grafeno mantém interfaces atomicamente limpas e estende sua vida útil de segundos para meses.

Essa capacidade decorre de uma melhoria no método de transferência de selos inorgânicos desenvolvido anteriormente e relatado pela equipe na *Nature Electronics*, que estabelece as bases para a produção de amostras seladas e estáveis.

“Inicialmente, o manuseio desses materiais era quase impossível porque eles seriam completamente destruídos em segundos após a exposição ao ar, tornando os métodos tradicionais de preparação simplesmente inutilizáveis”, explicou o Dr. Wendong Wang, que esteve envolvido no desenvolvimento da tecnologia de transferência e na preparação das amostras relevantes. "Nosso método protege as amostras sem quaisquer etapas desnecessárias de transferência. Ele permite a preparação de amostras que podem ser preservadas não apenas por horas, mas também por meses, e podem ser transferidas internacionalmente entre diferentes instituições, resolvendo um grande gargalo no campo da pesquisa de materiais bidimensionais."

“Assim que conseguimos preparar amostras estáveis, fomos capazes de fazer algumas observações interessantes sobre esses materiais, incluindo a identificação de extensas variações estruturais locais, dinâmica de defeitos atômicos e evolução da estrutura de borda nas amostras mais finas”, disse o Dr. Gareth Teton, que liderou a imagem e análise de microscopia eletrônica de transmissão para este trabalho.

Foto da Universidade de Manchester

"A estrutura dos materiais bidimensionais está intimamente relacionada às suas propriedades. Portanto, a capacidade de observar diretamente as estruturas de diferentes cristais (desde monocamadas até espessuras aparentes) e seu comportamento de defeitos deverá fornecer informações para futuras pesquisas sobre esses materiais, liberando assim seu potencial no campo tecnológico."

"O que mais me entusiasma é que esta pesquisa abre áreas científicas anteriormente inacessíveis. Teoricamente sabemos que muitos materiais bidimensionais ativos têm excelente desempenho em eletrônica, optoeletrônica e aplicações quânticas, mas não conseguimos obter amostras estáveis ​​em laboratório para verificar essas previsões", comentou o professor Roman Gorbachev, do Instituto Nacional de Grafeno, que liderou a pesquisa.