(PhysOrg.com) - "El grafeno es un material muy interesante con una serie de posibilidades interesantes, incluso para su uso en dispositivos electrónicos, "Cuenta Pablo Jarillo-Herrero PhysOrg.com . "Sin embargo, todos los sistemas de grafeno son electrónicamente diferentes entre sí. El grafeno de una sola capa tiene propiedades diferentes al grafeno de dos capas, y estos tienen propiedades diferentes al grafeno con más capas. Lo que queremos hacer es comprender las propiedades específicas del grafeno bicapa para que podamos aprender a usarlo para diferentes aplicaciones ".
Jarillo-Herrero es científico del MIT. Trabajó con Thiti Taychatanapat, en Harvard, para investigar algunas de las propiedades del grafeno bicapa, y determinar cómo funciona el transporte electrónico en determinadas condiciones. Sus hallazgos se describen en Physical Review Letters:"Transporte electrónico en grafeno bicapa de doble puerta en campos de gran desplazamiento".
Una de las razones por las que los semiconductores funcionan tan bien en la electrónica digital es que tienen lo que se conoce como banda prohibida. Esta banda prohibida permite que los semiconductores se enciendan y apaguen. Para que el grafeno funcione como un reemplazo viable para estos semiconductores, sería necesario abrir algún tipo de brecha en la estructura electrónica.
“Ya se ha demostrado que es posible abrir una banda prohibida en el grafeno bicapa, ”Dice Jarillo-Herrero. sin embargo, la brecha de transporte electrónico efectivo es aproximadamente 100 veces menor que la brecha de banda teórica o la brecha de banda óptica. Esta diferencia presenta problemas. Queremos comprender las propiedades del grafeno bicapa que hacen que esto suceda, y cómo se puede cambiar ".
Jarillo-Herrero y Taychatanapat ofrecen una mirada sistémica a cómo funciona la banda prohibida en el grafeno bicapa. Descubrieron que la banda prohibida es más pequeña midiendo a bajas temperaturas de menos de cuatro grados Kelvin. "Nuestros estudios muestran que la banda prohibida todavía es lo suficientemente grande como para encender y apagar los transistores, pero la relación de encendido / apagado es solo lo suficientemente alta, del orden de un millón, a bajas temperaturas, y lo informamos por primera vez en grafeno bicapa, ”Dice Jarillo-Herrero.
Sin embargo, El principal problema es que para que el grafeno bicapa funcione como un reemplazo viable de semiconductores, debe funcionar a temperatura ambiente. Jarillo-Herrero tiene esperanzas, aunque. “Este es un primer paso muy importante que nos ayuda a comprender científicamente lo que está sucediendo a bajas temperaturas, y comprender el mecanismo que no permite que el transporte electrónico funcione tan bien a temperaturas más altas ".
Uno de los problemas Jarillo-Herrero cree, es que el grafeno se suele poner sobre óxido de silicio, que introduce desorden electrónico. "Sobre óxido de silicio, los electrones no ven su banda prohibida completa, ”Explica Jarillo-Herrero. “Así que tratamos de caracterizar el trastorno y deshacernos de él. Una forma de hacer esto es intentar poner el grafeno en diferentes sustratos. Cuando esto termine, Se logra un enorme progreso. El nitruro de boro es especialmente prometedor, pero varios grupos también están probando el grafeno bicapa en diferentes sustratos ".
En el final, Jarillo-Herrero espera que la información obtenida de esta demostración ayude a conducir al uso de grafeno bicapa en la electrónica digital. “Nuestro trabajo ofrece un comienzo para aprender cómo funcionan los transistores de grafeno bicapa, y aprender sobre la movilidad de los electrones en el grafeno. Ojalá, a medida que entendemos mejor las propiedades del grafeno, podemos trabajar hacia la integración futura con la electrónica y otras aplicaciones, ”, Dice.
“Este tipo de investigación científica básica es muy importante, ”Continúa Jarillo-Herrero. "Las cosas siempre tienen que empezar en el nivel básico antes de seguir adelante, y nuestro trabajo podría conducir al uso de grafeno en la electrónica ".
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