Los científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Pudieron manipular con éxito la estructura electrónica del grafeno, lo que puede permitir la fabricación de transistores de grafeno, más rápido y más confiable que los transistores de silicio existentes.

Los investigadores pudieron calcular teóricamente el mecanismo por el cual la estructura de la banda electrónica del grafeno podría modificarse con átomos de metal. El trabajo guiará experimentalmente el uso del efecto en capas de grafeno con iones de metales de tierras raras "intercalados" (o intercalados) entre el grafeno y su sustrato de carburo de silicio. Debido a que los átomos de metal son magnéticos, las adiciones también pueden modificar el uso de grafeno para la espintrónica.

"Estamos descubriendo versiones nuevas y más útiles del grafeno, ", dijo el científico principal del Laboratorio Ames, Michael C. Tringides." Descubrimos que la ubicación de los metales de tierras raras debajo del grafeno, y precisamente dónde se encuentran, en las capas entre el grafeno y su sustrato, es fundamental para manipular las bandas y ajustar la banda prohibida ".

Grafeno una capa bidimensional de carbono, ha sido ampliamente estudiado por investigadores en todas partes desde que se produjo por primera vez en 2004 porque los electrones viajan mucho más rápido a lo largo de su superficie, convirtiéndolo en un material potencial ideal para futuras tecnologías electrónicas. Pero la incapacidad de controlar o ajustar las propiedades únicas del grafeno ha sido un obstáculo para su aplicación.

Los cálculos de la teoría funcional de la densidad predijeron las configuraciones necesarias para demostrar el control de la estructura de la banda prohibida. "El Laboratorio Ames es muy bueno en la síntesis de materiales, y usamos la teoría para determinar con precisión cómo modificar los átomos de metal, "dijo Minsung Kim, un asociado de investigación postdoctoral. "Nuestros cálculos guiaron la ubicación para que podamos manipular estas propiedades cuánticas para que se comporten como queremos".

La investigación se analiza con más detalle en el artículo "Manipulación de conos de Dirac en grafeno epitaxial intercalado, "publicado en la revista Carbón .