(PhysOrg.com) - El grafeno podría ser el superhéroe de los materiales:es ligero, fuerte y conduce el calor y la electricidad de manera efectiva, lo que lo convierte en un gran material para uso potencial en todo tipo de electrónica. Y como está hecho de átomos de carbono, el grafeno es barato y abundante. Sus propiedades eléctricas y mecánicas también se afectan entre sí de formas únicas. Pero antes de que el grafeno independiente pueda alcanzar su potencial, los científicos deben poder controlar estas propiedades.

Un grupo de físicos de la Universidad de Arkansas y otras instituciones han desarrollado una técnica que les permite controlar la propiedad mecánica, o cepa, sobre grafeno independiente, láminas de carbono de un átomo de espesor suspendidas sobre la parte superior de diminutos cuadrados de cobre. Al controlar la tensión en el grafeno independiente, también pueden controlar otras propiedades de este importante material.

"Si somete el grafeno a tensión, cambias sus propiedades electrónicas, ”Dijo el profesor de física Salvador Barraza-López. La tensión sobre el grafeno independiente hace que el material se comporte como si estuviera en un campo magnético, aunque no haya imanes presentes, una propiedad que los científicos querrán explotar, si pueden controlar la tensión mecánica.

Para controlar la tensión mecánica, Los investigadores de la Universidad de Arkansas desarrollaron un nuevo enfoque experimental. Los físicos Peng Xu, Paul Thibado y los estudiantes del grupo de Thibado examinaron membranas de grafeno independientes estiradas sobre crisoles cuadrados delgados, "O mallas, de cobre. Realizaron microscopía de túnel de barrido con una corriente constante para estudiar la superficie de las membranas de grafeno. Este tipo de microscopía utiliza un pequeño haz de electrones para crear un mapa de contorno de la superficie. Para mantener la corriente constante, los investigadores cambian el voltaje a medida que la punta del microscopio de efecto túnel de barrido se mueve hacia arriba y hacia abajo, y los investigadores encontraron que esto hace que la membrana de grafeno independiente cambie de forma.

"La membrana intenta tocar la punta, ”Dijo Barraza-Lopez. Descubrieron que la carga eléctrica entre la punta y la membrana influye en la posición y la forma de la membrana. Entonces, al cambiar el voltaje de la punta, los científicos controlaron la tensión en la membrana. Este control se vuelve importante para controlar las propiedades pseudo-magnéticas del grafeno.

Junto con los experimentos, Barraza-López, Yurong Yang de la Universidad de Arkansas y la Universidad de Nanjing, y Laurent Bellaiche de la Universidad de Arkansas examinaron sistemas teóricos que involucran membranas de grafeno para comprender mejor esta nueva capacidad para controlar la tensión creada por la nueva técnica. Verificaron la cantidad de tensión en estos sistemas teóricos y simularon la ubicación de la punta del microscopio de efecto túnel en relación con la membrana. Mientras lo hace, descubrieron que la interacción de la membrana y la punta depende de la ubicación de la punta en el grafeno independiente. Esto permite a los científicos calcular el campo pseudo-magnético para un voltaje y una tensión dados.

"Si conoces la cepa, puede usar la teoría y calcular qué tan grande puede ser el campo pseudo-magnético, ”Dijo Barraza-López. Descubrieron que debido a los límites creados por el crisol de cobre cuadrado, el campo pseudo-magnético oscila entre valores positivos y negativos, por lo que los científicos están informando el valor máximo para el campo en lugar de un valor constante.

"Si pudieras hacer triangulares los crisoles, estaría más cerca de tener campos no oscilantes, ”Dijo Barraza-Lopez. "Esto nos acercaría más al uso de esta propiedad pseudo-magnética de las membranas de grafeno de forma controlada".

Los investigadores informan sus hallazgos en Revisión física B Comunicaciones rápidas .