Los científicos de la Universidad de Aalto y la Universidad de Utrecht han creado contactos de un solo átomo entre las nanocintas de oro y grafeno.

En su artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , el equipo de investigación demuestra cómo hacer contactos eléctricos con enlaces químicos simples a nanocintas de grafeno. El grafeno es una capa única de átomos de carbono dispuestos en una red de panal. Se prevé que sea un material revolucionario para la electrónica del futuro.

Los transistores de grafeno que funcionan a temperatura ambiente requieren trabajar en una escala de tamaño de menos de 10 nanómetros. Esto significa que las nanoestructuras de grafeno deben tener solo unas pocas decenas de átomos de ancho. Estos transistores necesitarán contactos eléctricos atómicamente precisos. Un equipo de investigadores ha demostrado ahora experimentalmente cómo se puede hacer esto.

En su artículo, los científicos abordan el problema demostrando cómo se puede utilizar un solo enlace químico para hacer un contacto eléctrico con una nanocinta de grafeno.

"No podemos usar pinzas de cocodrilo a escala atómica. El uso de enlaces químicos bien definidos es el camino a seguir para que las nanoestructuras de grafeno se den cuenta de su potencial en la electrónica del futuro". ", dice el profesor Peter Liljeroth, que dirige el grupo de física a escala atómica de la Universidad de Aalto.

El equipo utilizó microscopía de fuerza atómica (AFM) y microscopía de túnel de barrido (STM) para mapear la estructura de las nanocintas de grafeno con resolución atómica. Los investigadores utilizaron pulsos de voltaje de la punta del microscopio de túnel de barrido para formar enlaces simples a las nanocintas de grafeno, precisamente en una ubicación atómica específica. El pulso elimina un solo átomo de hidrógeno del extremo de una nanocinta de grafeno y esto inicia la formación del enlace.

"La combinación de AFM y STM nos permite caracterizar las nanoestructuras de grafeno átomo por átomo, que es fundamental para comprender cómo la estructura, los enlaces con los contactos y sus propiedades eléctricas están relacionados, "explica el Dr. Ingmar Swart, quien dirige el equipo que se concentra en las mediciones de STM y AFM en la Universidad de Utrecht.

Combinando los experimentos de microscopía con modelos teóricos, el equipo desarrolló una imagen detallada de las propiedades de las nanocintas contactadas. El descubrimiento más significativo es que un solo enlace químico forma un contacto electrónicamente transparente con la nanocinta de grafeno, sin afectar su estructura electrónica general. Esta puede ser la clave para usar nanoestructuras de grafeno en futuros dispositivos electrónicos, ya que el contacto no cambia las propiedades intrínsecas de la cinta.

"Estos experimentos en estructuras atómicamente bien definidas nos permiten comparar cuantitativamente la teoría y la experimentación. Esta es una gran oportunidad para probar nuevas ideas teóricas, "concluye el Dr. Ari Harju, Líder del equipo teórico en el proyecto de la Universidad Aalto.

El estudio se realizó en el Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Aalto y en el Instituto Debye de la Universidad de Utrecht. Los grupos de Aalto forman parte de los Centros de Excelencia de la Academia de Finlandia en "Fenómenos y dispositivos cuánticos de baja temperatura" y "Nanociencias computacionales". La Academia de Finlandia y el Consejo Europeo de Investigación ERC financiaron la investigación.

El artículo se titula "Supresión del acoplamiento electrón-vibrón en nanocintas de grafeno contactadas a través de un solo átomo".