(PhysOrg.com) - Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y el Instituto de Tecnología de Georgia han demostrado que los patrones de muaré a escala atómica, un patrón de interferencia que aparece cuando dos o más cuadrículas se superponen ligeramente torcidas, se puede utilizar para medir cómo se apilan las hojas de grafeno y revelar áreas de tensión.

La capacidad de determinar la orientación rotacional de las hojas de grafeno y la deformación del mapa es útil para comprender las propiedades electrónicas y de transporte de múltiples capas de grafeno. una forma de carbono de un átomo de espesor con propiedades semiconductoras potencialmente revolucionarias.

En fotografía digital, Los patrones de moiré (pronunciado mwar-ray) ocurren debido a errores en el proceso de renderizado, lo que hace que los patrones de cuadrícula se vean ondulados o distorsionados. Los científicos de materiales han estado utilizando patrones de muaré microscópicos para detectar tensiones como arrugas o protuberancias en una variedad de materiales.

Los investigadores crearon grafeno en la superficie de un sustrato de carburo de silicio en el Instituto de Tecnología de Georgia calentando un lado para que solo el carbono, en forma de láminas de grafeno multicapa, fue dejado. Usando un microscopio de túnel de barrido hecho a medida en NIST, los investigadores pudieron mirar a través de las capas superiores de grafeno hasta las capas inferiores. Este proceso, que el grupo denominó "interferometría muaré atómica, ”Les permitió obtener imágenes de los patrones creados por las capas de grafeno apiladas, lo que a su vez permitió al grupo modelar cómo se apilaban las celosías hexagonales de las capas individuales de grafeno entre sí.

A diferencia de otros materiales que tienden a estirarse cuando se enfrían, el grafeno se amontona como una sábana arrugada. Los investigadores pudieron mapear estos campos de estrés comparando la distorsión relativa de los hexágonos de átomos de carbono que comprenden las capas de grafeno individuales. Su técnica es tan sensible que es capaz de detectar tensiones en las capas de grafeno que provocan un cambio de tan solo un 0,1 por ciento en el espaciado de los átomos.

Esta colaboración entre el NIST y el Instituto de Tecnología de Georgia es parte de una serie de experimentos destinados a obtener una comprensión fundamental de las propiedades del grafeno.

Su artículo, "Análisis estructural de grafeno multicapa a través de interferometría muaré atómica" fue seleccionado como un destacado del editor en Revisión física B para el mes de marzo, 2010.