Nanotecnologia agora - Comunicado à imprensa: Primeira imagem direta de pequenos aglomerados de gases nobres à temperatura ambiente: novas oportunidades em tecnologia quântica e física da matéria condensada abertas por átomos de gases nobres confinados entre camadas de grafeno

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Nanoclusters de xenônio entre duas camadas de grafeno, com tamanhos entre dois e dez átomos. CRÉDITO Manuel Längle

Xenon nanoclusters between two graphene layers, with sizes between two and ten atoms.

CRÉDITO
Manuel Langle

Abstrato:
Pela primeira vez, os cientistas conseguiram estabilizar e gerar imagens diretas de pequenos aglomerados de átomos de gases nobres à temperatura ambiente. Esta conquista abre possibilidades interessantes para pesquisas fundamentais em física da matéria condensada e aplicações em tecnologia de informação quântica. A chave para este avanço, alcançado por cientistas da Universidade de Viena em colaboração com colegas da Universidade de Helsínquia, foi o confinamento de átomos de gases nobres entre duas camadas de grafeno. Este método supera a dificuldade de os gases nobres não formarem estruturas estáveis sob condições experimentais à temperatura ambiente. Detalhes do método e as primeiras imagens de microscopia eletrônica de estruturas de gases nobres (criptônio e xenônio) foram publicadas na Nature Materials.

Primeira imagem direta de pequenos aglomerados de gases nobres à temperatura ambiente: novas oportunidades em tecnologia quântica e física da matéria condensada abertas por átomos de gases nobres confinados entre camadas de grafeno

Viena, Áustria | Postado em 12 de janeiro de 2024

Uma Armadilha Nobre

O grupo de Jani Kotakoski, da Universidade de Viena, estava investigando o uso da irradiação iônica para modificar as propriedades do grafeno e de outros materiais bidimensionais quando notaram algo incomum: quando gases nobres são usados para irradiar, eles podem ficar presos entre duas folhas de grafeno. . Isso acontece quando os íons de gases nobres são rápidos o suficiente para passar pela primeira, mas não pela segunda camada de grafeno. Uma vez presos entre as camadas, os gases nobres ficam livres para se mover. Isso ocorre porque eles não formam ligações químicas. No entanto, para acomodar os átomos de gases nobres, o grafeno se curva para formar pequenas bolsas. Aqui, dois ou mais átomos de gases nobres podem se encontrar e formar nanoaglomerados bidimensionais de gases nobres regulares, densamente compactados.

Diversão com microscópio

“Usamos microscopia eletrônica de varredura por transmissão para observar esses aglomerados, e eles são realmente fascinantes e muito divertidos de observar. Giram, saltam, crescem e encolhem à medida que as imaginamos”, afirma Manuel Längle, principal autor do estudo. “Colocar os átomos entre as camadas foi a parte mais difícil do trabalho. Agora que conseguimos isso, temos um sistema simples para estudar processos fundamentais relacionados ao crescimento e comportamento material”, acrescenta. Comentando sobre o trabalho futuro do grupo, Jani Kotakoski afirma: “Os próximos passos são estudar as propriedades dos aglomerados com diferentes gases nobres e como eles se comportam em baixas e altas temperaturas. Devido ao uso de gases nobres em fontes de luz e lasers, estas novas estruturas poderão no futuro permitir aplicações, por exemplo, em tecnologia de informação quântica.”

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Universidade de Viena
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