(Phys.org) —Una colaboración dirigida por investigadores del Centro NIST de Ciencia y Tecnología a Nanoescala ha demostrado por primera vez que los portadores de carga en el grafeno continúan comportándose como partículas sin masa, como fotones, en rangos más amplios de densidad y energía que los medidos o modelados previamente.

Grafeno una sola capa de átomos de carbono, Es un material de gran interés científico y tecnológico en parte porque conduce electrones a gran velocidad. Sin embargo, para que el grafeno cumpla su promesa como componente de los dispositivos electrónicos del futuro, Es importante comprender a un nivel fundamental cómo los portadores de carga en el material interactúan entre sí. Los investigadores utilizaron mediciones de espectroscopia de túnel de barrido de los niveles de energía cuántica magnética de los portadores de carga de grafeno para determinar los cambios en la velocidad de los portadores de carga.

Usando una técnica desarrollada por CNST llamada "espectroscopia de túnel de barrido de mapeo de puertas, "Los investigadores midieron los niveles de energía a medida que cambiaban la densidad de los portadores en el grafeno aplicando diferentes potenciales entre una puerta conductora y la hoja de grafeno bidimensional. Establecieron que los portadores de grafeno retienen una relación proporcional entre la energía y el momento. "dispersión lineal" característica de las partículas sin masa, a través de una gama inesperadamente amplia de energías y densidades, desde electrones hasta huecos. También pudieron demostrar que cuando se reduce la densidad de portadores en el grafeno, el efecto de cada electrón sobre otros electrones aumenta, resultando en velocidades más altas de lo esperado.

Estos sorprendentes resultados son importantes tanto para comprender la física de los futuros dispositivos de grafeno como porque ayudarán a guiar el desarrollo de modelos teóricos más precisos de las interacciones entre electrones en sistemas bidimensionales.