Nano-opto-eletrônica em pedra-sabão

LNLS
04/10/2018

Pedra-sabão. [1]
O desenvolvimento dos dispositivos eletrônicos na escala nanométrica depende da constante busca por materiais que possuam as características adequadas e que sejam também eficientes e baratos. Esse é o caso do grafeno, material formado por uma única camada de átomos de carbono obtida a partir de grafite. O grafeno é um condutor com excelentes propriedades ópticas e elétricas, e que podem ser facilmente alteradas pela aplicação de campos elétricos ou luz.

Além disso, diversas outras propriedades estruturais, eletrônicas e óticas interessantes podem ser obtidas ao se combinar o grafeno com outros materiais. Isto se deve ao fato de novas propriedades surgirem por alterações na estrutura eletrônica das interfaces de diferentes materiais quando estes são colocados em contato. Neste cenário a busca por novos materiais e métodos de fabricação para combina-los torna-se uma tendência natural.

Por isso, Ingrid D. Barcelos, pesquisadora do Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS), e colaboradores [2] investigaram como as propriedades do grafeno são modificadas ao ser combinado com o talco Mg3Si4O10(OH)2Mg3Si4O10(OH)2, ou esteatita, que é o principal mineral que compõe a rocha conhecida como pedra-sabão.

A pedra sabão é um tipo de rocha muito comum ao redor do mundo e utilizada por diversos povos para a confecção de objetos decorativos, panelas e esculturas. No Brasil, ela é particularmente conhecida por ter sido utilizada pelo artista Antônio Francisco Lisboa, o Aleijadinho, em suas obras sacras como, por exemplo, Os Doze Profetas, no Município de Congonhas, em Minas Gerais. O estado também possui as maiores reservas dessa rocha no País.

Os pesquisadores identificaram teórica e experimentalmente diferentes modos de vibração gerados ao longo do plano e fora do plano do cristal. Além disso, observou que a variação do número de camadas de talco leva a alterações na intensidade e na posição nos modos de vibração do cristal. Isto é, as propriedades vibracionais desse mineral natural podem ser alteradas controladamente através da sua espessura.

O grupo demonstrou também que a presença de uma única camada de grafeno modifica a assinatura vibracional do talco, e essa interação pode ser modulada através da dopagem por meio da aplicação de campos elétricos externos.

Por isso, de acordo com os pesquisadores, a combinação entre o grafeno e talco possibilitará a confecção de novos dispositivos opto-eletrônicos em escala nanométrica. Isso acontece não só pelas propriedades da combinação dos materiais, mas também porque, devido a sua abundância, o talco é um material de baixíssimo custo quando comparado a outros materiais com a mesma aplicação, como o nitreto de boro hexagonal (hBN).

Os pesquisadores utilizaram a Linha de Luz IR1 de Nanoespectroscopia de Infravermelho no LNLS para analisar amostras de talco de diferentes espessuras, e amostras de grafeno depositado sobre a superfície do talco com a aplicação de campos elétricos e luz. O grupo ainda utilizou a Linha de Luz XRD1 de Difração de Raios X também no LNLS para analisar a composição e arranjo do cristal de talco utilizado nos experimentos.

[1] Crédito da imagem: kalhh (Pixabay), CC0 Creative Commons.
https://pixabay.com/en/soapstone-stone-tombstone-material-447299/.

[2] ID Barcelos et al. Infrared fingerprints of natural 2D talc and plasmon-phonon coupling in graphene-talc heterostructures. ACS Photonics 10.1021/acsphotonics.7b01017 (2018).

Como citar esta notícia científica: LNLS. Nano-opto-eletrônica em pedra-sabão. Saense. http://www.saense.com.br/2018/10/nano-opto-eletronica-em-pedra-sabao/. Publicado em 04 de outubro (2018).

Notícias do LNLS Home

Publicado por

LNLS

O LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron) faz parte do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), uma Organização Social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC).

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.