Pesquisadores da Universidade de Maryland (EUA) acabam de mostrar que a mobilidade dos elétrons no grafeno seria superior àquela dos outros materiais em condições de temperaturas comuns. Essa descoberta confirma o interesse dispensado a esse material pelos pesquisadores e industriais para a evolução dos semicondutores. A equipe de pesquisa do professor Fuhrer publicou seus resultados na revista Nature Nanotechnology, utilizando uma camada fina de grafeno, depositada sobre um substrato de silício.

O grafeno é bastante estudado por suas múltiplas propriedades e, principalmente, por aquelas de semimetal e de semicondução. Ele poderia ser uma das soluções para substituir o silício. As medidas dessa equipe mostraram que as vibrações térmicas não têm senão efeitos excepcionalmente fracos sobre a condução dos elétrons presentes no grafeno. Em geral, em um material, a energia térmica faz vibrar os átomos e aumenta, por conseguinte, a resistividade elétrica intrínseca, e limita sua condutividade máxima. Essa resistividade não pode ser reduzida senão por forte resfriamento do material. Assim, tais medidas mostram que a resistividade do grafeno à temperatura ambiente é da ordem de 10 nOhm.m (nano Ohm-metro), quando a prata, o melhor material até então, apresenta uma resistividade de 15,8 nOhm.m. Portanto, isso representa uma melhoria por volta de 35%.

Para os semicondutores, refere-se em geral à mobilidade dos portadores de cargas, expressa em cm²/Vs (centímetros quadrados por Volt segundo). Aqui também os pesquisadores mostraram que o limite de mobilidade no grafeno é de aproximadamente 200.000 cm²/Vs, enquanto que é de 1.400 cm²/Vs no silício e de 77.000 cm²/Vs no antimonieto de índio (InSb), o semicondutor que tem a melhor mobilidade medida até agora.

No entanto, é preciso notar que, por conta das imperfeições nas amostras utilizadas, os resultados experimentais não atingiram o máximo teórico.

Imagem de microscopia óptica de um dispositivo de grafeno. As partes em amarelo são os eletrodos de ouro, a área em púrpura escuro é o grafeno e aquela em púrpura claro é o substrato SiO₂/Si.

Créditos: Universidade de Maryland

Universidade de Maryland (http://www.umd.edu/), consultado em 07 de abril de 2008 (Tradução - MIA).

Nota do Scientific Editor: o artigo que deu origem a esta notícia, intitulado: "Intrinsic and extrinsic performance limits of graphene devices on SiO₂", de autoria Jian-Hao Chen, Chaun Jang, Shudong Xiao, Masa Ishigami and M. S. Fuhrer, foi publicado na revista Nature Nanotechnology, volume 3, págs. 206-209, em abril de 2008.

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