A espantosa condutividade elétrica do grafeno

Claudio Macedo
31/08/2017

[1]
O grafeno, uma das variedades alotrópicas do carbono, continua a nos surpreender. Em artigo aqui no Saense falamos da descoberta do comportamento fluido dos elétrons do grafeno na condutividade elétrica e térmica desse material. Esse comportamento, inclusive, provocou o surgimento de muitas pesquisas na área de hidrodinâmica de elétrons. Agora, um grupo de pesquisadores anuncia a observação, em laboratório, que a resistência elétrica do grafeno diminui com o aumento da temperatura, quando mantido abaixo de 150 K (-123 oC) [2].

Esse comportamento é contraintuitivo para um condutor, afinal, maior temperatura significa maior agitação térmica dos elétrons e íons e, portanto, maior probabilidade de choques elétron-íon e elétron-elétron, o que deveria resultar em maior resistência elétrica.

O que os pesquisadores descobriram é que, em baixas temperaturas, a intensidade das colisões elétron-elétron é tal que faz com que uma grande parte de elétrons permaneça na superfície do grafeno e, assim, diminui a dissipação da quantidade de movimento dos demais elétrons na superfície; com isso, estes elétrons podem fluir “guiados” por um canal de menor resistência. E esse efeito cresce com o aumento da temperatura.

O fenômeno observado traz uma nova compreensão para os mecanismos físicos envolvidos na condutividade de materiais e, particularmente, será de muita utilidade para o desenvolvimento de dispositivos baseados grafeno.

[1] Crédito da imagem: Mari Ijäs: Graphene Flowers IV (Engineering at Cambridge, Flickr) / Creative Commons (CC BY 2.0). URL: https://www.flickr.com/photos/cambridgeuniversity-engineering/14049972645/.

[2] RK Kumar et al. Superballistic flow of viscous electron fluid through graphene constrictions. Nature Physics 10.1038/NPHYS4240 (2017).

[3] Artigo relacionado: O estranho comportamento dos elétrons no grafeno.

Como citar este artigo: Claudio Macedo. A espantosa condutividade elétrica do grafeno. Saense. URL: http://www.saense.com.br/2017/08/a-espantosa-condutividade-eletrica-do-grafeno/. Publicado em 31 de agosto (2017).

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Claudio Macedo

Doutor em Física. Divulgador de Ciência. Professor da Universidade Federal de Sergipe (1976-2016). Escreve sobre Temas Variados da Ciência no Saense.

2 comentários sobre “A espantosa condutividade elétrica do grafeno”

  1. Caro professor sou interessado em publicações relativas ao Grafeno , especificamente quando se trata de sua condutividade (tÉRMICA E eLÉTRICA ).
    tENHO FEITO ALGUMAS CONTAS (CÁLCULOS SIMPLES ). UTILIZANDO O mÉTODO DE kUBO,TENTANDO ENTENDER A CONDUTIVIDADE DO GRAFENO DO PONTO DE VISTA MATEMÁTICO.
    ACHEI MUITO INTERESSANTE ESSA SUA PESQUIUSA.
    SOU MESTRE VEM FÍSICA E TRABALHO EM UMA UNIVERSIDADADE PUBLICA.

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