(Phys.org) —Un equipo internacional de físicos, dirigido por un grupo de investigación de la Universidad de Arkansas, ha descubierto que el calentamiento se puede utilizar para controlar la curvatura de las ondas en el grafeno independiente.

El hallazgo proporciona información fundamental para comprender la influencia que ejerce la temperatura en la dinámica del grafeno independiente. Esto puede impulsar futuras aplicaciones de los circuitos flexibles de dispositivos de consumo como teléfonos móviles y cámaras digitales.

Si bien el grafeno independiente ofrece una promesa como reemplazo del silicio y otros materiales en microprocesadores y dispositivos de energía de próxima generación, Aún se desconoce mucho sobre sus propiedades mecánicas y térmicas.

El equipo de investigación publicó sus hallazgos el miércoles, 17 de septiembre en un artículo titulado "Pandeo del espejo térmico en grafeno independiente controlado localmente mediante microscopía de túnel de barrido" en la revista en línea Comunicaciones de la naturaleza , una publicación de la revista Naturaleza .

Previamente, Los científicos han utilizado voltaje eléctrico para provocar grandes movimientos y cambios repentinos en la curvatura de las ondas en el grafeno independiente. dijo Paul Thibado, profesor de física en la Universidad de Arkansas. En este papel, el equipo demostró que un método alternativo, carga térmica, se puede utilizar para controlar estos movimientos.

"Imagínese tomar una pelota de ráquetbol y cortarla por la mitad, "dijo Thibado, un experto en física experimental de la materia condensada. "Podrías invertirlo presionando sobre él. Eso es lo que hicimos aquí con una sección transversal de una sola onda de grafeno independiente a escala nanométrica. La mayoría de los materiales se expanden cuando se calientan. El grafeno se contrae, lo cual es muy inusual. calentado esta sección transversal, en lugar de expandirse, se contrajo, y ese estrés térmico hizo que se doblara en la dirección opuesta ".

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, mientras que los electrones que se mueven a través del grafeno no tienen masa, y por lo tanto viajar con mucha más libertad. Esto hace que el grafeno sea un excelente material candidato para su uso en la satisfacción de las necesidades energéticas futuras y la fabricación de computadoras cuánticas. que hacen enormes cálculos con poco uso de energía.

El estudio fue dirigido por Peng Xu, anteriormente un asociado de investigación postdoctoral en el Departamento de Física de la Universidad de Arkansas y actualmente un asociado de investigación postdoctoral en la Universidad de Maryland.

Xu y Thibado utilizaron microscopía de túnel de barrido, que produce imágenes de átomos individuales en una superficie, combinado con simulaciones dinámicas moleculares a gran escala para demostrar el pandeo del espejo térmico.

En el papel, el tercero publicado en una revista importante por el equipo de investigación en 2014, proponen un concepto para un nuevo instrumento que capitaliza el control del pandeo del espejo:un dispositivo electrotérmico-mecánico a nanoescala.

Tal dispositivo proporcionaría una alternativa a los sistemas microelectromecánicos, que son pequeñas máquinas que se activan eléctricamente. La ventaja de este dispositivo electrotérmico-mecánico a nanoescala sería la capacidad de cambiar su salida utilizando electricidad o calor. Además, Las cargas térmicas pueden proporcionar una fuerza significativamente mayor.