Esquema del procedimiento de síntesis de las heteroestructuras de nanocintas de grafeno:las moléculas precursoras se convierten mediante síntesis química en nanocintas de grafeno controladas con precisión. Crédito:Universidad Aalto, Universidad de Utrecht, TU Delft
Componentes electrónicos esenciales, como diodos y barreras de túnel, se puede incorporar en cables de grafeno individuales (nanocintas) con precisión atómica. El objetivo es crear dispositivos electrónicos basados en grafeno con velocidades operativas extremadamente rápidas. El descubrimiento se realizó en colaboración entre la Universidad Aalto y sus colegas de la Universidad de Utrecht y TU Delft en los Países Bajos. El trabajo está publicado en Comunicaciones de la naturaleza .
El grafeno 'material maravilloso' tiene muchas características interesantes, e investigadores de todo el mundo están buscando nuevas formas de utilizarlos. El grafeno en sí no tiene las características necesarias para encender y apagar las corrientes eléctricas y se deben encontrar soluciones inteligentes para este problema en particular. "Podemos hacer estructuras de grafeno con precisión atómica. Seleccionando ciertas sustancias precursoras (moléculas), podemos codificar la estructura del circuito eléctrico con extrema precisión, "explica Peter Liljeroth de la Universidad de Aalto, quien concibió el proyecto de investigación junto con Ingmar Swart de la Universidad de Utrecht.
Integración perfecta
Las propiedades electrónicas del grafeno se pueden controlar sintetizándolo en tiras muy estrechas (nanocintas de grafeno). Investigaciones anteriores han demostrado que las características electrónicas de la cinta dependen de su ancho atómico. Una cinta de cinco átomos de ancho se comporta de manera similar a un cable metálico con características de conducción extremadamente buenas, pero la adición de dos átomos hace que la cinta sea un semiconductor. "Ahora podemos integrar sin problemas cinco cintas de ancho de átomo con siete cintas de ancho de átomo. Eso le da una unión metal-semiconductor, que es un componente básico de componentes electrónicos, "según Ingmar Swart.
Química en una superficie
Unión metal-semiconductor-metal (barrera de túnel) incorporada en una sola nanocinta de grafeno:la estructura atómica y electrónica de las nanocintas se puede probar con resolución atómica utilizando técnicas microscópicas avanzadas. Crédito:Universidad Aalto, Universidad de Utrecht y TU
Los investigadores produjeron sus estructuras de grafeno electrónico a través de una reacción química. Evaporaron las moléculas precursoras en un cristal de oro, donde reaccionan de forma muy controlada para producir nuevos compuestos químicos. "Este es un método diferente al que se utiliza actualmente para producir nanoestructuras eléctricas, como los de los chips de computadora. Para el grafeno, es tan importante que la estructura sea precisa a nivel atómico y es probable que la ruta química sea el único método eficaz, "Concluye Ingmar Swart.
Caracteristicas electronicas
Los investigadores utilizaron técnicas microscópicas avanzadas para determinar también las características electrónicas y de transporte de las estructuras resultantes. Fue posible medir la corriente eléctrica a través de un dispositivo de nanocintas de grafeno con una estructura atómica exactamente conocida. "Esta es la primera vez que podemos crear, por ejemplo, una barrera de túnel y conocer realmente su estructura atómica exacta. La medición simultánea de la corriente eléctrica a través del dispositivo nos permite comparar la teoría y experimentar a un nivel muy cuantitativo, "dice Peter Liljeroth.
