Los científicos del Laboratorio Ames del Departamento de Energía de EE. UU. Han descubierto un nuevo proceso para enfundar el metal bajo una sola capa de grafito que puede conducir a propiedades nuevas y mejor controladas para este tipo de materiales.

El grafeno, grafito bidimensional, se produjo por primera vez en 2004, y debido a que los electrones se mueven rápidamente a lo largo de su superficie, es muy prometedor como material útil en aplicaciones tan diversas como la computación cuántica, células solares, catálisis, y sintiendo. Para que el grafeno esté a la altura de ese potencial, La ciencia de descubrimiento fundamental en el Laboratorio Ames está trabajando para dominar su ensamblaje en combinación con otros materiales, una tarea complicada, delicado proceso realizado en entornos de laboratorio de vacío ultra alto a escala atómica.

Los investigadores encapsularon disprosio, un metal magnético de tierras raras, bombardeando la capa superior de grafito a granel con iones para crear defectos en su superficie, seguido de la deposición del metal a alta temperatura. Resultó en "mesas" o islas de disprosio debajo de una sola capa de grafeno. Las formaciones son significativamente diferentes a cualquier cosa que hayan visto los expertos en materiales bidimensionales del Laboratorio.

"Es bien sabido que ciertos metales se pueden incrustar entre capas de grafito a granel, ", dijo la asistente de investigación Ann Lii-Rosales." Pero estas mesas se forman solo en la superficie superior de grafito, y son de metal puro compuesto de multicapas, que es la primera. Las propiedades combinadas del metal más el grafeno pueden ser muy diferentes a otras, materiales producidos previamente. Eso es algo que estamos explorando ahora ".

Los investigadores también pudieron lograr las mismas formaciones tipo mesa con dos metales de transición, rutenio y cobre.

"Eso sugiere que tenemos una receta muy adaptable para producir este tipo de material de superficie, lo que hace que su descubrimiento sea muy emocionante en términos de aplicaciones potenciales, "dijo Pat Thiel, un científico del Laboratorio Ames y profesor distinguido de Química y Ciencia e Ingeniería de Materiales en la Universidad Estatal de Iowa. "Si podemos controlar el proceso de modo que podamos modelar deliberadamente la formación de estas pequeñas losas de metal, tal vez podamos aprovechar y controlar sus propiedades magnéticas y electrónicas ".

La investigación se analiza con más detalle en el artículo "Defectos mediados, encapsulación de metales activada térmicamente en la superficie del grafito, "publicado en la revista Carbón .