Los científicos han desarrollado un nuevo método para caracterizar las propiedades del grafeno sin aplicar contactos eléctricos disruptivos. permitiéndoles investigar tanto la resistencia como la capacitancia cuántica del grafeno y otros materiales bidimensionales. Investigadores del Instituto Suizo de Nanociencia y del Departamento de Física de la Universidad de Basilea informaron sus hallazgos en la revista Physical Review Applied.

El grafeno consta de una sola capa de átomos de carbono. Es transparente más duro que el diamante y más fuerte que el acero, pero flexible, y un conductor de electricidad significativamente mejor que el cobre. Desde que el grafeno se aisló por primera vez en 2004, Científicos de todo el mundo han estado investigando sus propiedades y las posibles aplicaciones del material ultrafino. También existen otros materiales bidimensionales con campos de aplicación igualmente prometedores; sin embargo, se ha realizado poca investigación sobre sus estructuras electrónicas.

Sin necesidad de contactos eléctricos

Los contactos eléctricos se utilizan generalmente para caracterizar las propiedades electrónicas del grafeno y otros materiales bidimensionales. Sin embargo, estos pueden alterar significativamente las propiedades de los materiales. El equipo del profesor Christian Schönenberger del Swiss Nanocience Institute y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea ha desarrollado un nuevo método para investigar estas propiedades sin aplicar contactos.

Para hacer esto, los científicos incorporaron grafeno en el aislador de nitruro de boro, lo colocó sobre un superconductor y lo acopló con un resonador de microondas. Tanto la resistencia eléctrica como la capacitancia cuántica del grafeno afectan el factor de calidad y la frecuencia de resonancia del resonador. Aunque estas señales son muy débiles, se pueden capturar utilizando resonadores superconductores.

Al comparar las características de microondas de resonadores con y sin grafeno encapsulado, los científicos pueden determinar tanto la resistencia eléctrica como la capacitancia cuántica. “Estos parámetros son importantes en la determinación de las propiedades exactas del grafeno y en la identificación de factores limitantes para su aplicación, "explica Simon Zihlmann, estudiante de doctorado en el grupo de Schönenberger.

También apto para otros materiales bidimensionales

El grafeno encapsulado en nitruro de boro sirvió como material prototipo durante el desarrollo del método. El grafeno integrado en otros materiales se puede investigar de la misma manera. Además, también se pueden caracterizar otros materiales bidimensionales sin el uso de contactos eléctricos; por ejemplo, el semiconductor disulfuro de molibdeno, que tiene aplicaciones en células solares y óptica.