(Phys.org) —Un equipo internacional de científicos, dirigido por físicos de la Universidad de Arkansas, ha seguido el movimiento dinámico de las ondas en el grafeno independiente a nivel atómico.

Este descubrimiento avanza la comprensión fundamental de uno de los más sólidos, materiales más ligeros y conductores, dijo Paul Thibado, Profesor de física de la Universidad de Arkansas.

"Los físicos han sabido que las ondas deben estar allí y algunos experimentos las encontraron, ", dijo." Pero solo pudieron medir las ondas como estáticas en el tiempo. La teoría requiere que fluctúen, más como mirar un océano con olas. La energía térmica necesita vibrar. Hasta nuestro experimento, nadie había medido con éxito esta propiedad dinámica de las ondas ".

El equipo publicó sus hallazgos el lunes, 28 de abril en Comunicaciones de la naturaleza , una revista en línea publicada por la revista Naturaleza , en un artículo titulado "Fluctuaciones inusuales de frecuencia ultrabaja en el grafeno independiente".

El grafeno independiente podría surgir como un reemplazo del silicio y otros materiales en microprocesadores y dispositivos de energía de próxima generación. pero aún se desconoce mucho sobre sus propiedades mecánicas y térmicas.

Grafeno descubierto en 2004, es una hoja de grafito de un átomo de espesor. Los electrones que se mueven a través del grafito tienen masa y encuentran resistencia, pero los electrones que se mueven a través del grafeno no tienen masa y, por lo tanto, encuentran mucha menos resistencia. Esto hace que el grafeno sea un excelente material candidato para las necesidades energéticas futuras. así como para su uso en computadoras cuánticas, para permitir cálculos enormes con poco uso de energía.

El estudio fue dirigido por Peng Xu, investigador asociado postdoctoral en el departamento de física de la Facultad de Artes y Ciencias J. William Fulbright de la Universidad de Arkansas.

Xu y Thibado utilizaron microscopía de túnel de barrido, que produce imágenes de átomos individuales en una superficie, para medir las fluctuaciones de frecuencia ultrabaja en una región angstrom de un cuadrado de grafeno independiente. Un angstrom es una unidad de longitud equivalente a una centésima millonésima de centímetro.

Estas fluctuaciones, conocidas como ondas intrínsecas, han sido extremadamente difíciles de estudiar porque su movimiento vertical generalmente crea imágenes borrosas, Dijo Thibado. Los investigadores de la Universidad de Arkansas produjeron con éxito imágenes claras, permitiéndoles presentar un modelo de la teoría de la elasticidad para explicar las oscilaciones de muy baja frecuencia. En física, La elasticidad es la tendencia de los materiales sólidos a volver a su forma original después de deformarse.

La innovadora técnica de microscopía de túnel de barrido de los investigadores proporciona una sonda a escala atómica muy necesaria para los comportamientos dependientes del tiempo de las ondas intrínsecas. dijo Thibado, un experto en física experimental de la materia condensada. La dinámica de la ondulación es importante para comprender la estabilidad mecánica y las propiedades de transporte de conductividad térmica eficiente del grafeno.

En la ultima década, Los físicos teóricos predijeron un modo de flexión en el grafeno de material bidimensional que se acopla a un modo de estiramiento del grafeno. Sin esa flexión y acoplamiento, el grafeno independiente no existiría, Dijo Thibado.