Efeito Hall Quântico de Vale induzido no grafeno

Os estudos do grafeno prosseguem a toda velocidade, na expectativa de que o mapeamento completo de suas propriedades abra caminho para novas e sofisticadas aplicações tecnológicas.

Um grupo de pesquisadores brasileiros acaba de relatar a descoberta de um novo efeito nesse material bidimensional composto apenas por uma folha de carbono com um átomo de espessura. Trata-se do Efeito Hall Quântico de Vale espontâneo, induzido tão somente pela interação entre os elétrons da camada p do carbono nesse material.

No trabalho, a condutividade Hall foi determinada exatamente e coincide com aquela obtida no Efeito Hall Quântico usual, apesar da ausência de qualquer campo magnético aplicado. O efeito vem acompanhado da geração espontânea de um gap no espectro eletrônico, o qual contém uma infinidade de estados "midgap" e deve ser observado a uma temperatura abaixo de 2K.

A pesquisa foi publicada no Physical Review X em 31 de março e tem como autores o pesquisador Eduardo Marino e o doutorando Leandro Oliveira do Nascimento, ambos do Intituto de Física da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), juntamente com Cristiane de Morais Smith, pesquisadora da Universidade de Utrecht, na Holanda, e Van Sérgio Alves, pesquisador da UFPa.

Os pesquisadores identificaram o efeito teoricamente ao incluir, pela primeira vez em um modelo do grafeno, a interação eletrodinâmica completa entre os elétrons dos orbitais p do carbono. Tal interação é descrita no grafeno pela Pseudo Eletrodinâmica Quântica, introduzida anteriormente por um dos autores em um artigo publicado na "Nuclear Physics" (B408, 551), em 1993.

Também foram determinadas as correções à condutividade dc longitudinal do grafeno devidas a tais interações, estando os resultados em excelente acordo com os experimentos.

O efeito relatado pelos pesquisadores deve ter um importante impacto na física básica do grafeno, bem como na nova frente tecnológica conhecida como "valetrônica", onde se buscam novos dispositivos eletrônicos, com base em princípios básicos.

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