El grafeno, una sola capa de átomos de carbono empaquetados en una red hexagonal, tiene una serie de propiedades atractivas debido a su geometría bidimensional. Tiene, por una cosa, buena conductividad eléctrica que es de interés para aplicaciones electrónicas de alta velocidad. Seng Ghee Tan del A * STAR Data Storage Institute y compañeros de trabajo de la Universidad Nacional de Singapur han demostrado ahora que el grafeno tiene aplicaciones adicionales en el almacenamiento de datos magnéticos. Han desarrollado un método para medir campos magnéticos detectando cambios en la resistencia eléctrica del grafeno. “Los hallazgos podrían abrir nuevas vías en el desarrollo de sensores de campo magnético miniaturizados, ”Dice Tan.

Los electrones se mueven dentro del grafeno casi sin ningún obstáculo de los átomos de la hoja de carbono bidimensional. Esta buena propiedad de transporte es de interés para el desarrollo de sensores de campo magnético porque el cambio en el transporte de carga en presencia de un campo magnético puede conducir a un cambio medible en la resistencia eléctrica. Desafortunadamente, en dispositivos anteriores, las excitaciones térmicas de los electrones a temperatura ambiente han dominado este efecto de magnetorresistencia y hasta ahora han dificultado el uso del grafeno para este propósito.

Para abordar este problema, Tan y sus compañeros de trabajo utilizaron un dispositivo de transistor hecho de nanocintas de grafeno (ver imagen). A diferencia de las hojas de grafeno convencionales, la restricción geométrica de las nanocintas conduce a una brecha en los estados electrónicos (bandgap) de las cintas, lo que los hace semiconductores similares al silicio.

El transistor de nanocintas modifica la banda prohibida de una manera que evita el flujo de cargas eléctricas a través del dispositivo (alta resistencia). Un campo magnético sin embargo, hace que la banda prohibida de las nanocintas se cierre, para que las cargas eléctricas ahora puedan viajar libremente a través del dispositivo (baja resistencia). En general, los investigadores pudieron cambiar la resistencia eléctrica en más de un factor de mil variando el campo magnético de cero a cinco teslas. Además, la banda prohibida electrónica en el estado apagado era lo suficientemente grande como para que las excitaciones térmicas de los electrones fueran mínimas.

"Podríamos suprimir el ruido considerablemente debido a la barrera de energía del dispositivo, ”Dice Tan. "Como resultado, tenemos una mejor oportunidad de entregar una señal de alta magnetorresistencia incluso a temperatura ambiente ”.

Para aplicaciones comerciales, sin embargo, Es posible que se requiera más investigación, ya que la fabricación de los dispositivos sigue siendo un desafío. El ancho de las nanocintas de grafeno es de solo 5 nanómetros, que es más pequeño que el tamaño de característica de las estructuras de transistores comerciales actuales. Sin embargo, El impresionante rendimiento del dispositivo logrado en el laboratorio demuestra claramente el potencial del grafeno también para aplicaciones magnéticas.