Vórtices são observados no grafeno em temperatura ambiente pela primeira vez

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Um grupo de pesquisadores acabou de conseguir observar pela primeira vez vórtices de elétrons se formando no grafeno em temperatura ambiente. Para que isso fosse possível, foi preciso rastrear pequenos campos magnéticos.

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Para quem tem pressa:

Os vórtices já haviam sido observados no grafeno, mas apenas em baixíssimas temperaturas;
A formação deles se dá, porque no material os elétrons se comportam como em líquidos viscosos;
A partir de uma agulha de diamante muito sensível foi possível observar os campos magnéticos, e ver consequentemente os vórtices.

O grafeno é um material bidimensional formado por átomos de carbono organizados em forma de favos de mel, podendo transportar entre eles uma enorme quantidade de calor e eletricidade. Isso se dá porque seus elétrons se comportam como se estivessem em um líquido viscoso, e por causa disso é possível que eles formem vórtices, como os líquidos.

No grafeno, os vórtices são geralmente vistos quando o material é resfriado em temperaturas extremamente baixas, no entanto, com um sensor de campo magnético de alta resolução foi possível rastrear o comportamento dos elétrons mesmo em temperatura ambiente.

Estrutura grafeno — Ilustração do arranjo de átomos de carbono em uma bateria de grafeno (Crédito: Rost-9D/iStock)

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Os vórtices de elétrons foram vistos graças a um sensor magnético ultrassensível

Para observar os vórtices, os pesquisadores usaram duas tiras de grafeno com 1 mícron de largura e 1,2 e 3 mícrons de comprimento e uma agulha de diamante com um defeito na ponta, conhecido como vacância de nitrogênio, usada como sensor magnético.

Bem próximo a tira de grafeno e empregando feixes de laser e pulso de micro-ondas, os pesquisadores conseguiram observar uma reversão do fluxo de elétrons. Os pequenos campos magnéticos foram rastreados com uma resolução de menos de 100 nanômetros, que apesar de parecer pouco para uma tira de mícrons, ainda é incrível.

Graças a extrema sensibilidade e resolução da agulha, foi possível observar que os vórtices apareceram apenas na menor tira de grafeno. Os cientistas ainda não sabem muito sobre o surgimento e comportamento dos vórtices no material, no entanto, a nova pesquisa publicada na revista Science é um bom ponto de partida para isso.