La combinación de una capa de grafeno atómicamente delgada y una capa de nitruro de boro en un ángulo ligeramente girado cambia sus propiedades eléctricas. Los físicos de la Universidad de Basilea han demostrado por primera vez que la combinación con una tercera capa puede dar como resultado nuevas propiedades del material también en un sándwich de tres capas de carbono y nitruro de boro. Esto aumenta significativamente la cantidad de materiales sintéticos potenciales, informan los investigadores en la revista científica Nano letras .

El año pasado, Investigadores en los Estados Unidos causaron un gran revuelo cuando demostraron que la rotación de dos capas de grafeno apiladas en un ángulo "mágico" de 1,1 grados convierte al grafeno en superconductor, un ejemplo sorprendente de cómo la combinación de materiales atómicamente delgados puede producir propiedades eléctricas completamente nuevas.

Alineación de precisión

Los científicos del Instituto Suizo de Nanociencia y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea han llevado este concepto un paso más allá. Colocaron una capa de grafeno entre dos capas de nitruro de boro, que a menudo sirve para proteger la estructura de carbono sensible. Haciéndolo, alinearon las capas con mucha precisión con la red cristalina del grafeno.

El efecto observado por los físicos del equipo del profesor Christian Schönenberger se conoce comúnmente como patrón muaré:cuando se superponen dos patrones regulares, un nuevo patrón resulta con una red periódica más grande.

Nueva superrejilla de tres capas

Lujun Wang, miembro del SNI Ph.D. Escuela e investigadora del equipo de Schönenberger, También observó efectos de este tipo de superrejilla cuando combinó capas de nitruro de boro y grafeno. Los átomos están dispuestos hexagonalmente en todas las capas. Si están apilados uno encima del otro, surgen patrones regulares más grandes, con un tamaño que depende del ángulo entre las capas.

Ya se había demostrado que esto funciona con una combinación de dos capas de grafeno y nitruro de boro, pero aún no se habían encontrado los efectos debidos a una segunda capa de nitruro de boro.

Cuando los físicos de Basilea experimentaron con tres capas, se formaron dos superredes entre el grafeno y la capa superior e inferior de nitruro de boro, respectivamente. La superposición de las tres capas creó una superestructura aún más grande de lo que era posible con una sola capa.

Los científicos están muy interesados ​​en este tipo de materiales sintéticos, ya que los diferentes patrones de muaré se pueden utilizar para cambiar o producir artificialmente nuevas propiedades de materiales electrónicos.

"Para hacerlo mas simple, los patrones atómicos determinan el comportamiento de los electrones en un material, y estamos combinando diferentes patrones naturales para crear nuevos materiales sintéticos, "explica el Dr. Andreas Baumgartner, quien supervisó el proyecto. "Ahora hemos descubierto efectos en estos dispositivos electrónicos hechos a medida que son consistentes con una superestructura de tres capas, " él añade.