Los méritos del grafeno, una hoja 2-D de átomos de carbono, están bien establecidos. A su paso han seguido una serie de materiales post-grafeno, análogos estructurales del grafeno hechos de elementos como el silicio o el germanio.

Ahora, un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Nagoya (Japón) que involucra a la Universidad de Aix-Marsella (Francia), el Instituto Max Planck de Hamburgo (Alemania) y la Universidad del País Vasco (España) han presentado la primera muestra verdaderamente plana de estaeno:láminas individuales de átomos de estaño (Sn). El stanene plano se considera un conductor eléctrico extraordinario para la alta tecnología.

Así como el grafeno se diferencia del grafito ordinario, por lo que el stanene se comporta de manera muy diferente al humilde estaño a granel. Debido a las interacciones espín-órbita relativamente fuertes para los electrones en elementos pesados, Se predice que el estaño de una sola capa será un "aislante topológico, "también conocido como aislante de pasillo de espín cuántico (QSH). Los materiales de esta clase notable son eléctricamente aislantes en sus interiores, pero tienen superficies / bordes altamente conductores. Esta, En teoria, hace que un aislante topológico de una sola capa sea un material de cableado ideal para nanoelectrónica. Es más, los canales altamente conductores en los bordes de estos materiales pueden transportar corrientes quirales especiales con espines bloqueados con direcciones de transporte, lo que los hace ideales para aplicaciones de espintrónica.

En estudios anteriores, donde el stanene se cultivó en sustratos de telururo de bismuto o antimonio, las capas de estaño resultaron estar muy dobladas y relativamente no homogéneas. En cambio, el equipo de Nagoya eligió Silver (Ag) como anfitrión, específicamente, la faceta del cristal Ag (111), cuya constante de celosía es ligeramente superior a la del stanene independiente, que conduce a la formación de una monocapa de estaño aplanada en un área grande, un paso más hacia las aplicaciones industriales escalables.

Los átomos de estaño individuales se depositaron lentamente sobre la plata en un proceso conocido como crecimiento epitaxial. Crucialmente, la capa de estaeno no se formó directamente sobre la superficie plateada. En lugar de, como lo muestra la espectroscopia a nivel de núcleo, el primer paso fue la formación de una aleación de superficie (Ag ₂ Sn) entre las dos especies. Luego, otra ronda de deposición de estaño produjo una capa de puro, staneno altamente cristalino encima de la aleación. La microscopía de túnel muestra imágenes impactantes de una red en forma de panal de átomos de estaño, ilustrando la estructura hexagonal de stanene.

La aleación garantizó la planitud de la capa de estaño, como lo confirman los cálculos de la teoría funcional de la densidad. Junji Yuhara, autor principal de un artículo del equipo publicado en Materiales 2-D , dice, "Stanene sigue la periodicidad cristalina de la Ag ₂ Aleación de superficie de Sn. Por lo tanto, en lugar de pandearse como lo haría de forma aislada, la capa de stanene se aplana, a costa de una ligera tensión, para maximizar el contacto con la aleación que se encuentra debajo ".
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Esta estabilización mutua entre stanene y host no solo mantiene las capas de stanene impecablemente planas, pero les permite crecer a tamaños impresionantes de alrededor de 5, 000 nanómetros cuadrados.

Planar stanene tiene perspectivas interesantes en la electrónica y la informática. "El efecto QSH es bastante delicado, y la mayoría de los aislantes topológicos solo lo muestran a bajas temperaturas, "según el líder del equipo del proyecto, Guy Le Lay, de la Universidad de Aix-Marsella". Se predice que el stanene adoptará un estado QSH incluso a temperatura ambiente o superior, especialmente cuando se funcionaliza con otros elementos. En el futuro, Esperamos ver al stanene asociado con el silicene en los circuitos de la computadora. Esa combinación podría acelerar drásticamente la eficiencia computacional, incluso en comparación con la tecnología de vanguardia actual ".