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BRILHANTE GRAFENO ARTIGO

Em particular, as tecnologias de grafeno atraem a atenção Na verdade, o grande fascínio da física do grafeno reside
da comunidade científica no campo dos terahertz (THz). precisamente nas inúmeras e variadas aplicações e exóti-
A radiação THz possui inúmeras aplicações possíveis nas cos comportamentos físicos que nele podemos encontrar.
áreas da medicina, imagiologia e segurança, entre ou- Muito fica por contar do que se conhece já, como as “poças
tras. Todavia, é atualmente difícil gerar ou detetar THz, de carga” junto ao ponto de neutralidade; a quiralidade dos
pelo que esta gama de radiação acaba por cair no hiato eletrões; a interação com a radição; ou os ângulos mágicos
entre as radiofrequências, geradas eletronicamente, e a do grafeno de duas camadas. Mas resta ainda mais por
ótica, domínio dos lasers. É, portanto, um feliz acaso as descobrir e estudar, quem sabe, por um de vós leitores.
frequências usuais das excitações no grafeno se situarem
nesta zona do espetro. O trabalho de investigação que 1 O que valeu a Konstantin Novoselov e Andre Geim o prémio No-
desenvolvo no laboratório de plasmas quânticos do IPFN bel da Física em 2010, tornando Andre Geim o único físico a ter
lida precisamente com a emissão de THz em GFET. Estuda- ganho, tanto o prémio Nobel, como o prémio IgNobel, atribuído
mos as condições que possam gerar ondas de eletrões no em 2000 pela levitação de uma rã viva.
grafeno e a radiação que estas emitem. Nos nossos mo-
delos, tratamos o conjunto dos eletrões de condução como 2 Estamos em 2021 e há que convencer as agências de financia-
um fluido, isto porque, com grafeno, pode construir-se mento de alguma forma.
transístores muito maiores que a separação média entre
eletrões, o que nos permite analisá-los como um contínuo: 3 A análise para a condução de lacunas é idêntica à dos eletrões,
encontramo-nos no regime hidrodinâmico. portanto, por simplicidade, iremos restringir a discussão ao caso
eletrónico.
Por estranho que pareça, o mecanismo de produção e
amplificação de ondas de eletrões5 não é muito diferente 4 Em física, «baixas energias» é uma expressão que, consoante a
do caso de ondas rasas a rebentar na praia. Uma barreira área cientifica, pode ter significados muito diferentes. Asseguro-
de potencial num dos terminais do GFET força a corrente -vos que, no caso do grafeno, para as aplicações usuais e a tem-
contínua imposta a ser reflectida e a interagir com a cor- peratura ambiente, estamos, de facto, nesse regime.
-rente incidente, criando uma onda de choque e levando ao
crescimento de oscilações. Posteriormente, os fatores não 5 Chamadas plasmões, mas não é preciso ficarmos demasiado
lineares do sistema impõem a saturação e o sistema en- técnicos agora.
tra, naturalmente, num regime estável. Ao mesmo tempo,
o movimento acelerado dos eletrões nestas ondas de den-
sidade é responsável pela emissão de radiação, de forma
muito semelhante a uma antena omnidirecional.

Figura 4: Esquema de emissão de radiação THz num GFET

Claro que, isoladamente, uma destas microantenas não
conseguirá emitir ou receber uma grande potência, mas a
conjugação de várias antenas interligadas numa disposição
específica permite não só aumentar a capacidade como
obter padrões de radiação variados. Para além de emis-
sores e detectores de THz alguns autores estudam tam-
bém a hipótese da utilização dos canais de grafeno como
guias de onda em miniatura abrindo também o caminho a
possibilidades muito interessantes.

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