Un espectro del grafeno de tres capas en función del campo magnético y la densidad de electrones. Crédito:Biswajit Datta, Mandar Deshmukh
Los metales tienen una gran densidad de electrones y para poder ver la naturaleza ondulatoria de los electrones, uno tiene que hacer cables metálicos que tengan solo unos pocos átomos de ancho. Sin embargo, en el grafeno, un átomo de grafito de espesor, la densidad de los electrones es mucho menor y se puede cambiar haciendo un transistor. Como resultado de la baja densidad de electrones, la naturaleza ondulatoria de los electrones, como lo describe la mecánica cuántica, es más fácil de observar en el grafeno.
A menudo, en metales como el cobre, el electrón se dispersa cada 100 nanómetros, una distancia aproximadamente 1000 veces más pequeña que el diámetro del cabello humano, debido a impurezas e imperfecciones. Los electrones pueden viajar mucho más tiempo en el grafeno, hasta distancias de 10 micrómetros, una distancia aproximadamente 10 veces menor que el diámetro del cabello humano. Esto se logra intercalando grafeno entre capas de nitruro de boro. Las capas de nitruro de boro tienen pocas imperfecciones que impidan el flujo de electrones en el grafeno.
Una vez que los electrones viajan largas distancias, lo que implica que hay pocas imperfecciones, uno nota los débiles susurros de los electrones "hablando entre sí". Reducir las imperfecciones es similar a hacer que una habitación esté en silencio para permitir que se desarrollen los débiles susurros de las interacciones electrónicas entre muchos electrones.
En un estudio, dirigido por el estudiante de doctorado Biswajit Datta, El grupo del profesor Mandar Deshmukh en TIFR se dio cuenta de este tipo de silencio que permitía observar interacciones electrónicas en tres capas de grafeno. El estudio revela un nuevo tipo de imán y proporciona información sobre cómo se podrían fabricar dispositivos electrónicos que utilizan grafeno para estudios fundamentales y aplicaciones. Este trabajo descubre el magnetismo de los electrones en tres capas de grafeno a una temperatura baja de -272 grados Celsius. El magnetismo de los electrones surge de los "susurros" coordinados entre muchos electrones.
