(PhysOrg.com) - "Una de las esperanzas que la gente tiene del grafeno son los dispositivos electrónicos. Se considera un posible reemplazo del silicio, por sus propiedades únicas, "Herb Fertig dice PhysOrg.com . El grafeno se comporta bien, y es fácil de enfriar, haciéndolo ideal para su uso en dispositivos electrónicos que se reducen continuamente de tamaño. Sin embargo, los científicos aún tienen que comprender algunas de las propiedades del grafeno, incluyendo cómo controlar el flujo de electrones. "En silicio, Fertig continúa, "hay una brecha de energía que se puede aprovechar para manipular el flujo de electrones. El grafeno es un buen conductor, pero es menos claro cómo controlar los electrones ".

En un esfuerzo por comprender mejor algunas de las propiedades del grafeno, Fertig, profesor de la Universidad de Indiana, trabajó con Jianhui Wang, estudiante de la Universidad de Indiana, y el profesor Ganpathy Murthy de la Universidad de Kentucky, para desarrollar un cálculo analítico que pueda arrojar algo de luz sobre la forma en que se comporta el grafeno. Su trabajo aparece en Cartas de revisión física :"Comportamiento crítico en el grafeno con interacciones de Coulomb".

"Durante las transiciones de fase en la mayoría de los sistemas hay un punto conocido como criticidad, en el que tienes un estado extraño, donde hay diferentes escalas de longitud al mismo tiempo. Esto se aplica a cualquier sistema en un punto crítico, ”Dice Fertig. En grafeno, aunque, Los cálculos muestran que este estado debería estar presente sin necesidad de ajustar los parámetros a un punto especial. Debería estar presente de forma natural debido a las interacciones. Hasta aquí, ha sido difícil detectar este efecto. La mayoría de los modelos de comportamiento del grafeno, Fertig dice:ignore las interacciones entre electrones. "Es un gran misterio porque las estimaciones muestran que las interacciones de los electrones podrían ser importantes en el grafeno, y que la energía potencial debería ser grande, pero no ves los efectos ".

Fertig y sus colegas esperan que poder medir el comportamiento crítico en el grafeno pueda ayudar a los investigadores a resolver algunos de los misterios sobre el grafeno. "Nuestro cálculo muestra que si encuentra lo correcto para mirar, puede ver este estado crítico especial en el que el grafeno actúa como si estuviera en una transición de fase, " el explica. Los cálculos realizados por Fertig, Wang y Murthy sugieren que las mediciones cuidadosas de la densidad de electrones alrededor de las impurezas en el grafeno podrían conducir a la observación de este comportamiento crítico.

"No se pueden evitar las impurezas en el grafeno, ”Explica Fertig. “Siempre entran ahí. Los electrones reaccionan a tales impurezas. Si observa la distribución de carga alrededor de uno, debe reflejar el comportamiento crítico. Esto debería ser posible utilizando microscopía de barrido ".

La microscopía de barrido se ha utilizado para observar nanoestructuras, e incluso he visto impurezas. Sin embargo, estos esfuerzos no han tenido una resolución suficientemente alta. Fertig señala, aunque, que hay algunos microscopios que utilizan una resolución suficientemente alta; simplemente no se han utilizado para estudiar los estados de impurezas en el grafeno. "Que yo sepa, " él dice, “No hay ninguna razón fundamental por la que esto no se pueda hacer. Se trata de hacer las conexiones y unir las piezas ".

Fertig cree que si los científicos pudieran realmente observar el comportamiento crítico en el grafeno, podría responder algunas preguntas sobre el material. “Si pudiéramos ver alguna evidencia de interacciones en el grafeno, y comprender mejor por qué han sido difíciles de detectar hasta ahora, podría abrir nuevas posibilidades para controlar las propiedades electrónicas del grafeno ”. Esto podría significar que los esfuerzos para reemplazar el silicio con grafeno podrían estar un paso más cerca.

"Esta es solo una vía de posibilidad, Fertig advierte, “Y estaría muy lejos. Pero si pudiéramos entender por qué las interacciones en el grafeno no funcionan como creemos que deberían, podría ser útil en el desarrollo de aplicaciones para el grafeno en el futuro ".

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Reservados todos los derechos. Este material puede no ser publicado, transmisión, reescrito o redistribuido total o parcialmente sin el permiso expreso por escrito de PhysOrg.com.