Peter Steeneken (profesor) y Farbod Alijani (profesor asistente) de la Sección de Dinámica de Micro y Nanosistemas del Departamento de Ingeniería de Microsistemas y Precisión han desarrollado un nuevo método para determinar las propiedades materiales del grafeno con la ayuda de materiales no lineales de alta frecuencia dinámica. Su nuevo método permite medir con precisión el módulo de Young (módulo elástico) del grafeno y permite una medición potencialmente más rápida. Esto podría facilitar la caracterización de una gran cantidad de membranas en un proceso de producción, por ejemplo. Esta semana, Peter y Farbod publicaron su artículo titulado 'Caracterización dinámica no lineal de materiales bidimensionales' en Comunicaciones de la naturaleza .

En esta publicación, Peter y Farbod describen un nuevo método para aprender más sobre materiales ultradelgados que tienen solo varios átomos de espesor, como el grafeno. Por medio de una fuerza electrostática de unos pocos piconewtons, ellos y el estudiante de doctorado Dejan Davidovikj pudieron hacer vibrar las membranas de grafeno. Con la ayuda de una configuración interferométrica, realizaron una medición de la dinámica de estas membranas con resolución sub-nm a frecuencias de más de 10 MHz. Al proporcionar suficiente fuerza a las membranas, las características de resonancia no lineal se vuelven visibles. Estas características se han observado antes, pero hasta ahora no se disponía de un buen método para analizarlos en busca de materiales atómicamente delgados. En colaboración con la Universidad McGill (Canadá) y la Facultad de Ciencias Aplicadas, Se ha desarrollado un nuevo modelo que puede utilizar estas resonancias no lineales para determinar el módulo de Young.

El módulo de Young es un parámetro que describe la elasticidad mecánica de este nuevo material, que es importante monitorear en los procesos de producción de dispositivos. Es más, la predicción es que la mecánica del continuo ya no será aplicable a capas que tengan un solo átomo de espesor. Por estas razones, una medición precisa del módulo de grafeno de Young es de vital importancia. Sin embargo, el módulo de Young del grafeno es difícil de medir, y hasta ahora se determinaba mediante microscopía de fuerza atómica, lo cual es desventajoso, porque la punta afilada del AFM puede influir en la medición. Es más, el nuevo método es potencialmente mucho más rápido, lo cual es beneficioso a la hora de caracterizar un gran número de membranas en un proceso de producción.