Los investigadores de la Universidad de Aalto han tenido éxito en la realización experimental de nanocintas de grafeno metálico (GNR) que tienen solo 5 átomos de carbono de ancho. En su artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , el equipo de investigación demostró la fabricación de los GNR y midió su estructura electrónica. Los resultados sugieren que estas cintas extremadamente estrechas y de un solo átomo de espesor podrían usarse como interconexiones metálicas en futuros microprocesadores.

Se han sugerido nanocintas de grafeno como cables ideales para su uso en nanoelectrónica futura:cuando el tamaño del cable se reduce a la escala atómica, Se espera que el grafeno supere al cobre en términos de conductancia y resistencia a la electromigración. que es el mecanismo de ruptura típico en alambres metálicos delgados. Sin embargo, todas las nanocintas de grafeno demostradas han sido semiconductoras, lo que dificulta su uso como interconexiones. Dirigido por el Prof. Peter Liljeroth, Los investigadores de los grupos Atomic Scale Physics y Surface Science han demostrado ahora experimentalmente que ciertos anchos de nanocintas de grafeno atómicamente precisos son casi metálicos, de acuerdo con predicciones anteriores basadas en cálculos teóricos.

El equipo utilizó microscopía de túnel de barrido (STM) de última generación que les permite sondear la estructura y las propiedades del material con resolución atómica. "Con esta técnica, medimos las propiedades de las cintas individuales y demostramos que las cintas de más de 5 nanómetros exhiben un comportamiento metálico, "dice la Dra. Amina Kimouche, el autor principal del estudio.

La fabricación de nanocintas se basa en una reacción química en una superficie. "Lo bueno del procedimiento de fabricación es que la molécula precursora determina exactamente el ancho de la cinta. Si desea cintas de un átomo de carbono de ancho, simplemente tienes que elegir una molécula diferente, "explica el Dr. Pekka Joensuu, que supervisó la síntesis de las moléculas precursoras de las cintas.

Los hallazgos experimentales se complementaron con cálculos teóricos del grupo de Física Cuántica de Muchos Cuerpos encabezado por el Dr. Ari Harju. La teoría predice que cuando el ancho de las cintas aumenta átomo por átomo, cada tercio de ancho debe ser (casi) metálico con una brecha de banda muy pequeña. "Según la mecánica cuántica, normalmente cuando haces tu sistema más pequeño, aumenta la banda prohibida. El grafeno puede funcionar de manera diferente debido a sus extraordinarias propiedades electrónicas, "dice el estudiante de doctorado de Harju, Mikko Ervasti, quien realizó los cálculos.

Estos resultados allanan el camino para el uso del grafeno en futuros dispositivos electrónicos, donde estas cintas ultra estrechas podrían reemplazar al cobre como material de interconexión. Los estudios futuros se centrarán en dispositivos totalmente de grafeno que combinen nanoestructuras de grafeno metálicas y semiconductoras. "Si bien estamos lejos de las aplicaciones reales, Es un concepto extremadamente emocionante construir dispositivos útiles a partir de estas pequeñas estructuras y lograr circuitos de grafeno con uniones controladas entre GNR. "dice Liljeroth.