Una punta afilada crea un campo de fuerza que puede atrapar electrones en el grafeno o modificar sus trayectorias. similar al efecto que tiene una lente sobre los rayos de luz. Crédito:Yuhang Jiang / Universidad Rutgers-New Brunswick
El grafeno, una capa de un átomo de espesor del material de los lápices, es un mejor conductor que el cobre y es muy prometedor para los dispositivos electrónicos. pero con una trampa:los electrones que se mueven a través de él no se pueden detener.
Hasta ahora, es decir. Los científicos de la Universidad de Rutgers en New Brunswick han aprendido a domesticar los electrones rebeldes del grafeno, allanando el camino para el transporte ultrarrápido de electrones con baja pérdida de energía en sistemas novedosos. Su estudio fue publicado en línea en Nanotecnología de la naturaleza .
"Esto muestra que podemos controlar eléctricamente los electrones en el grafeno, "dijo Eva Y. Andrei, Profesor de la Junta de Gobernadores en el Departamento de Física y Astronomía de Rutgers en la Facultad de Artes y Ciencias y autor principal del estudio. "En el pasado, no pudimos hacerlo. Esta es la razón por la que la gente pensó que no se podían fabricar dispositivos como transistores que requieran conmutación con grafeno. porque sus electrones se vuelven locos ".
Ahora puede ser posible realizar un transistor de grafeno a nanoescala, Andrei dijo. Hasta ahora, Los componentes electrónicos de grafeno incluyen amplificadores ultrarrápidos, supercondensadores y cables de resistividad ultrabaja. La adición de un transistor de grafeno sería un paso importante hacia una plataforma electrónica totalmente de grafeno. Otras aplicaciones basadas en grafeno incluyen sensores químicos y biológicos ultrasensibles, filtros para desalación y depuración de agua. El grafeno también se está desarrollando en pantallas planas flexibles, y circuitos electrónicos pintables e imprimibles.
El grafeno es una capa nano-fina de grafito a base de carbono con la que escriben los lápices. Es mucho más fuerte que el acero y un gran conductor. Pero cuando los electrones se mueven a través de él, lo hacen en línea recta y su alta velocidad no cambia. "Si chocan contra una barrera, no pueden dar marcha atrás, así que tienen que pasar por eso, "Dijo Andrei." La gente ha estado buscando cómo controlar o domesticar estos electrones ".
Su equipo logró domesticar estos electrones salvajes enviando voltaje a través de un microscopio de alta tecnología con una punta extremadamente afilada. también el tamaño de un átomo. Crearon lo que se asemeja a un sistema óptico enviando voltaje a través de un microscopio de túnel de barrido, que ofrece vistas tridimensionales de superficies a escala atómica. La punta afilada del microscopio crea un campo de fuerza que atrapa los electrones en el grafeno o modifica sus trayectorias. similar al efecto que tiene una lente sobre los rayos de luz. Los electrones se pueden atrapar y liberar fácilmente, proporcionando un mecanismo de encendido y apagado eficiente, según Andrei.
"Puedes atrapar electrones sin hacer agujeros en el grafeno, ", dijo." Si cambia el voltaje, puedes liberar los electrones. Para que puedas atraparlos y dejarlos ir a voluntad ".
El siguiente paso sería escalar colocando cables extremadamente delgados, llamados nanocables, sobre grafeno y controlando los electrones con voltajes, ella dijo.