La combinación de grafeno blanco y negro puede cambiar las propiedades electrónicas de los materiales de un átomo de espesor, Los investigadores de la Universidad de Manchester han encontrado.

Escribiendo en Física de la naturaleza , un gran equipo internacional dirigido por el Dr. Artem Mishchenko y Sir Andre Geim de la Universidad de Manchester muestra que las propiedades electrónicas del grafeno cambian drásticamente si se coloca grafeno sobre nitruro de boro, también conocido como 'grafito blanco'.

Uno de los principales desafíos para el uso del grafeno en aplicaciones electrónicas es la ausencia de una banda prohibida, lo que básicamente significa que la conductividad eléctrica del grafeno no se puede apagar por completo. Independientemente de lo que los investigadores hayan intentado hacer con el material hasta ahora, permaneció altamente conductivo eléctricamente.

Una nueva dirección que ha surgido recientemente en la investigación del grafeno es intentar modificar las propiedades electrónicas del grafeno combinándolo con otros materiales similares en pilas de varias capas. Esto crea un paisaje adicional para los electrones que se mueven a través del grafeno y, por lo tanto, sus propiedades electrónicas pueden cambiar fuertemente.

Los científicos de la Universidad de Manchester han utilizado medidas de capacitancia para probar estos cambios. Descubrieron que, en combinación con un campo magnético, esto crea numerosas réplicas del espectro de grafeno original. Este fenómeno se conoce como la mariposa de Hofstadter, pero es la primera vez que se observan espectros de réplica bien desarrollados.

Los investigadores encontraron una gran cantidad de física inesperada en este nuevo sistema. Por ejemplo, las mariposas de Hofstadter resultaron estar fuertemente contorsionadas, muy diferente de las predicciones teóricas. Esto sucede porque los electrones no solo sienten el paisaje sino también entre sí, que modifica la mariposa.

Otro fenómeno que informa el artículo de Manchester es que el grafeno comienza a comportarse a temperaturas muy bajas como un pequeño ferromaimán. Generalmente, cuanto mayor sea el campo magnético, cuanto más magnético se vuelve el grafeno. La mariposa de Hofstadter en los condensadores de Manchester conduce a un comportamiento oscilante inesperado del ferromagnetismo. A medida que surgen y desaparecen nuevos espectros de réplicas, también lo hace el ferromagnetismo.

El Dr. Mishchenko dijo:"Es realmente un nuevo y agradable sistema electrónico tanto similar como diferente al grafeno. Esperamos muchas más sorpresas. Primero entendamos qué es y luego comenzamos a hablar sobre posibles aplicaciones".