As potenciais aplicações de nanomateriais, como grafeno e seus derivados, em
dispositivos eletrônicos motivou um estudo detalhado de suas propriedades eletrônicas.
O Óxido Grafeno também têm sido proposto para várias aplicações, das quais podemos
destacar a aplicação em compósitos de filmes finos que apresentem propriedades de
supercapacitores. Entretanto, muitas das propriedades do óxido de grafeno podem
variar de amostra para amostra, o que se apresenta como uma importante dificuldade
para sua aplicação tecnológica. Além disso, a caracterização destas propriedades em
nanomateriais também é uma tarefa desafiadora, uma vez que a maioria das técnicas de
caracterização têm sido desenvolvidas para filmes com espessura acima de 200nm, a
qual é muito mais espessa do que as camadas atomicamente finas do óxido de grafeno.
Neste trabalho, estudamos as propriedades elétricas e dielétricas do óxido de grafeno
por microscopia de varredura por sonda. Nós estimamos a densidade superficial de
cargas do óxido de grafeno de uma camada, bem como a natureza destas cargas por
microscopia de força eletrostática. Utilizamos a microscopia de força Kelvin (KPFM)
para caracterizar filmes finos transparentes baseados em Óxido de Grafeno e Acetato de
Celulose. Utilizamos também KPFM para determinar o potencial de superfície do óxido
de grafeno em função da umidade do ar. Finalmente, utilizamos o gradiente da
capacitância (dC/dz), que é obtido através do segundo harmônico em EFM, para
calcular a constante dielétrica do óxido de grafeno de uma camada e algumas camadas.
Como a constante dielétrica não pode ser extraída diretamente das medidas, nós
desenvolvemos neste trabalho um modelo analítico para descrever o sinal elétrico de
(dC/dz) e mostramos que o este pode ser utilizado para estimar a constante dielétrica do
óxido de grafeno monocamada e de algumas camadas.
Palavras-chave: Óxido de Grafeno, EFM, KFM, Segundo Harmônico de EFM e
Constante Dielétrica.
