(Phys.org) —La investigación sobre las propiedades electrónicas del supermaterial grafeno podría acercarnos un paso más a llevarlo del laboratorio a desarrollarlo para su uso en productos comerciales. Los científicos de las instalaciones de SuperSTEM en el Laboratorio de Daresbury del Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología del Reino Unido tienen, por primera vez, ha podido observar cambios en la estructura electrónica del grafeno, ya que se une a un elemento extraño que se le agrega solo un átomo a la vez. Los resultados han sido publicados en la revista, Nano letras .

Aislado por primera vez en 2004 en la Universidad de Manchester, El grafeno material 'milagroso' es el más ligero, el material más fuerte y conductor conocido por el hombre, con gran potencial de comercialización por su resistencia mecánica y propiedades electrónicas inigualables. Es 200 veces más fuerte que el acero pero, con un solo átomo de espesor y, por lo tanto, bidimensional, es extremadamente difícil de manipular para hacer uso de estas ventajas, o unirlo con otros materiales para desarrollar productos comercializables. Comercialmente, tiene el potencial de tener aplicaciones que van desde las telecomunicaciones hasta la tecnología energética y la electrónica. También es capaz de conducir electricidad un millón de veces mejor que el cobre y es más fuerte que otros conductores existentes.

Un tema importante que debe abordarse antes de que el grafeno se pueda aplicar a un producto comercial es que carece de una característica llamada 'banda prohibida'. Lo que significa que, en la práctica, Sería casi imposible "apagar" un transistor electrónico basado en grafeno puro. Una de las formas prometedoras de diseñar una banda prohibida en el grafeno y superar esta limitación es a través de la modificación química. conocido como dopaje.

Sin embargo, como material bidimensional, el grafeno es toda la superficie y, por lo tanto, está completamente expuesto a su entorno y fuertemente afectado por su entorno. La más mínima variación estructural puede tener efectos tremendos en sus propiedades.

Dirigido por el profesor Quentin Ramasse de SuperSTEM, junto con investigadores de las universidades de Leeds y Manchester, El equipo ahora ha podido observar las variaciones más pequeñas que ocurren cuando una hoja de grafeno se dopa con un solo átomo de silicio.

Profesor Quentin Ramasse, Director científico de SuperSTEM, dijo:

"Lo que hemos mostrado aquí no se trata de con qué átomo particular debería doparse el grafeno para aprovechar sus propiedades eléctricas, pero que tenemos la capacidad de ver en el más mínimo detalle, exactamente cómo se integra un solo átomo extraño dentro del grafeno, ya sea que se inserte a la perfección, o si está distorsionando la red de grafeno en tan solo 10 billonésimas de metro, y lo que es más importante, cómo las distorsiones y la disposición precisa de los enlaces influyen en la estructura electrónica de ese átomo y de su entorno. Estos cambios mínimos en la unión de estos elementos pueden, a su vez, afectar significativamente el comportamiento macroscópico de la hoja de grafeno. y particularmente su respuesta eléctrica, por lo que es esencial poder tomar huellas dactilares literalmente de la unión de estos materiales, un átomo a la vez. Esto podría allanar el camino para que la investigación identifique qué átomos se unirán con el grafeno de manera más apropiada. Se podría decir que esto marca el comienzo de la química física experimental a nivel de un solo átomo ".

La caracterización precisa de la unión de átomos individuales es esencial para el desarrollo de aplicaciones prácticas de materiales bidimensionales. como el grafeno. En diciembre, el canciller, George Osborne, anunció 21,5 millones de libras esterlinas en financiación a través del EPSRC para los proyectos de investigación relacionados con el grafeno más prometedores en las universidades del Reino Unido, en planes para impulsar la "capacidad de fabricación" del grafeno.