Interação de grafeno e fosforeno em heteroestruturas

Os estudos do grafeno são uma prioridade estratégica mundial, diante de seu potencial transformador na tecnologia. O grafeno é uma estrutura de carbono com apenas um átomo de espessura, que apresenta propriedades incríveis, como condutividade, transparência e resistência física.

Agora, um novo trabalho brasileiro elucida fenômenos e aponta caminhos para a investigação de estruturas que combinem camadas de grafeno e fosforeno.

Os pesquisadores José Eduardo Padilha, Adalberto Fazzio e Antônio José Roque da Silva, do Instituto de Física da USP (Universidade de São Paulo), conduziram um estudo teórico das propriedades estruturais e eletrônicas de camadas simples e duplas de fosforeno combinadas a uma de grafeno.

"Mostramos que tanto as propriedades do grafeno como as do fosforeno são preservadas na heteroestrutura composta", escreveram os pesquisadores, em artigo publicado em 12 de fevereiro na "Physical Review Letters".

O fosforeno é uma camada bidimensional (com um átomo de espessura) similar ao grafeno, mas em vez de ser feito de átomos de carbono, é feito de fósforo. “Ele é um semicondutor de alta mobilidade e gap direto, cujo valor depende do número de camadas. Essas propriedades fazem do fosforeno um ótimo candidato para a realização de nanodispositivos”, afirmam os pesquisadores.

Em suas análises, o trio da USP determinou que a aplicação de um campo elétrico perpendicular permite regular a posição da estrutura do fosforeno com relação à do grafeno.

“Isso permite controlar tanto a dopagem no fosforeno quanto a barreira para o transporte de elétrons que se forma devido ao contato entre os dois materiais distintos. Inclusive, para o sistema composto de duas camadas de fosforeno, é possível estabelecer de forma controlada um perfeito contato ôhmico entre os materiais. Todas essas características são importantes no desenvolvimento de novos nanodispositivos”, destacam os autores.

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