(PhysOrg.com) - En el anuncio de la semana pasada del Premio Nobel de Física, la Real Academia Sueca de Ciencias elogió las "propiedades excepcionales del grafeno que se originan en el extraordinario mundo de la física cuántica". Si no estuviera lo suficientemente caliente antes, esta hoja de carbono atómicamente delgada está ahora oficialmente en el centro de atención mundial.

La promesa del grafeno radica en la simplicidad de su estructura:una red de "alambre de gallinero" de átomos de carbono de solo una capa de espesor. Esta hoja confina los electrones en una dimensión, obligándolos a correr a través de un avión. Tal confinamiento cuántico da como resultado electrónica estelar, propiedades mecánicas y ópticas mucho más allá de lo que ofrecen el silicio y otros materiales semiconductores tradicionales. Además, si los electrones del grafeno estuvieran restringidos en dos dimensiones, como en una nanocinta, podría beneficiar enormemente a los dispositivos de conmutación lógica, la base de las unidades de cálculo en los chips informáticos actuales.

Ahora, El científico de materiales de Berkeley Labs, Yuegang Zhang, y sus colegas de la Universidad de California, Los Ángeles se está moviendo hacia dispositivos más eficientes al estudiar el "ruido" en tales nanocintas de grafeno:tiras unidimensionales de grafeno con anchos de escala nanométrica.

“Las nanocintas de grafeno atómicamente delgadas nos han proporcionado una plataforma excelente para revelar la fuerte correlación entre la fluctuación de la conductancia y las estructuras electrónicas cuantificadas de los sistemas cuasi unidimensionales, "Dice Zhang, un científico de planta en la Instalación de Nanoestructuras Inorgánicas en la Fundición Molecular. "Este método debería tener un uso mucho más amplio para comprender los fenómenos de transporte cuántico en otros dispositivos nanoelectrónicos o moleculares".

Zhang y sus colegas informaron previamente formas de fabricar películas de grafeno (www.physorg.com/news189954890.html) y revelaron relaciones señal / ruido de baja frecuencia para dispositivos de grafeno en un sustrato de sílice (www.physorg.com/news200314797.html ).

En el estudio actual, El equipo fabricó nanocintas de grafeno utilizando una técnica de fabricación basada en máscaras de nanocables. Midiendo la fluctuación de la conductancia, o "ruido" de electrones en nanocintas de grafeno, los investigadores probaron directamente el efecto del confinamiento cuántico en estas estructuras. Sus hallazgos mapean la estructura de la banda electrónica de estas nanocintas de grafeno utilizando un método de sondeo eléctrico robusto. Este método se puede aplicar además a una amplia gama de materiales a nanoescala, incluidos los dispositivos electrónicos basados ​​en grafeno.

“Nos sorprende observar una correlación tan clara entre el ruido y la estructura de bandas de estos nanomateriales de grafeno, ”Dice el autor principal Guangyu Xu, un físico de la Universidad de California, Los Angeles. “Este trabajo agrega un fuerte apoyo a la formación de subbandas cuasi unidimensionales en nanocintas de grafeno, en el que nuestro método resulta ser mucho más robusto que la medición de conductancia ".

Un artículo que informa sobre esta investigación titulado, “Fluctuación de conductancia mejorada por efecto de confinamiento cuántico en nanocintas de grafeno, "Aparece en Nano letras y está disponible para suscriptores en línea. Los coautores del artículo con Zhang y Xu fueron Carlos Torres, Jr., Emil Song, Jianshi Tang, Jingwei Bai, Xiangfeng Duan y Kang L. Wang.

Partes de este trabajo en Molecular Foundry fueron financiadas por la Oficina de Ciencias del DOE.