Nanotecnologia
Redação do Site Inovação Tecnológica – 22/09/2025
Cincia e arte: Ilustrao do fenmeno da fsica conhecido como “estados de Floquet”, que agora foi observado no grafeno pela primeira vez. A ilustrao mostra a estrutura eletrnica tridimensional do grafeno – conhecida como cones de Dirac – e suas rplicas criadas pela luz.
[Imagem: Lina Segerer (www.linasegerer.de)]
Efeito Floquet
O grafeno anda meio sumido porque, embora promissor em uma variedade de reas – telas flexveis, sensores, baterias potentes, clulas solares etc -, muito difcil fabricar grafeno em escala industrial.
Mas, ainda que no faltassem motivos para investir nisso, agora h mais um: possvel manipular as propriedades dos materiais bidimensionais usando apenas luz, o que leva seu potencial de aplicaes tecnolgicas e cientficas para um nvel completamente novo.
Pesquisadores das universidades de Gottingen (Alemanha) e Friburgo (Sua) observaram diretamente os efeitos Floquet pela primeira vez, e fizeram isto usando o grafeno. Esses efeitos permitem nada menos do que controlar a matria usando a luz.
A demonstrao tambm resolve um debate de longa data entre os fsicos, que acreditavam que a engenharia Floquet – um mtodo no qual as propriedades de um material so alteradas com alta preciso usando pulsos de luz – no funcionaria em materiais metlicos e semimetlicos, como o grafeno.
Assim, esta comprovao coloca na mira dos cientistas toda a famlia de materiais bidimensionais (2D), ou materiais de van der Waals – hoje j sabemos que h todo um universo de materiais unidimensionais, recentemente enriquecido com os metais 2D.
Engenharia de Floquet demonstrada no grafeno.
[Imagem: Marco Merboldt et al. – 10.1038/s41567-025-02889-7]
Materiais controlados pela luz
Os pesquisadores utilizaram microscopia de momento de femtossegundos para investigar experimentalmente os estados de Floquet no grafeno. Nessa tcnica, as amostras so primeiramente excitadas com flashes rpidos de luz e, em seguida, examinadas com um pulso de luz retardado, para rastrear processos dinmicos no material.
“Nossas medies comprovam claramente que os ‘efeitos Floquet’ ocorrem no espectro de fotoemisso do grafeno,” disse o professor Marco Merboldt. “Isso deixa claro que a engenharia de Floquet realmente funciona nesses sistemas – e o potencial dessa descoberta enorme.”
De fato, isto mostra que a engenharia de Floquet funciona em uma variedade de materiais muito maior do que se pensava. Em termos prticos, isso significa que o objetivo longamente sonhado de projetar novos materiais com propriedades especficas, e fazer isso usando pulsos de laser, em um tempo extremamente curto, est se aproximando, dizem os pesquisadores.
Configurar materiais dessa maneira para aplicaes especficas pode formar a base para a eletrnica, os computadores e a tecnologia de sensores do futuro.
“Nossos resultados abrem novas maneiras de controlar estados eletrnicos em materiais qunticos com luz. Isso pode levar a tecnologias nas quais os eltrons so manipulados de forma direcionada e controlada,” disse o professor Stefan Mahias, membro da equipe. “O que particularmente interessante que isso tambm nos permite investigar propriedades topolgicas. Essas so propriedades especiais e muito estveis, com grande potencial para o desenvolvimento de computadores qunticos confiveis ou novos sensores para o futuro,” acrescentou seu colega Marcel Reutzel.
Bibliografia:
Artigo: Observation of Floquet states in graphene
Autores: Marco Merboldt, Michael Schler, David Schmitt, Jan Philipp Bange, Wiebke Bennecke, Karun Gadge, Klaus Pierz, Hans Werner Schumacher, Davood Momeni, Daniel Steil, Salvatore R. Manmana, Michael A. Sentef, Marcel Reutzel, Stefan Mathias
Revista: Nature Physics
Vol.: 21, pages 1093-1099
DOI: 10.1038/s41567-025-02889-7
Artigo: Floquet states in graphene revealed at last
Autores: Julien Mado, Keshav M. Dani
Revista: Nature Physics
DOI: 10.1038/s41567-025-02939-0
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