Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur han descubierto un método simple y eficaz para producir un campo pseudo-magnético (PMF) de gran área en grafeno. y demostró cómo se puede sintonizar con la distribución espacial y la intensidad deseadas para el almacenamiento de datos y las aplicaciones lógicas ("Adaptación de campos pseudo-magnéticos de toda la muestra en una heteroestructura de grafeno-fósforo negro").

El campo de la electrónica se centra en cómo controlar y explotar las propiedades de los electrones. Para estudiar o modificar las propiedades de estos electrones en el régimen cuántico, debe aplicarse un campo magnético.

Otra forma de lograr este efecto es crear un tipo especial de cepa mecánicamente en grafeno, donde los electrones se comportan como si estuvieran bajo la influencia de un campo magnético aplicado externamente. En este caso, no se aplica físicamente ningún campo magnético y esto se explica por la presencia de PMF inducida por deformación.

Los electrones tienen grados de libertad adicionales (parámetro independiente que describe el estado electrónico) además de su carga. Estos se conocen como los giros y el grado de libertad del valle. Los valles son los máximos y mínimos de las energías electrónicas en un sólido cristalino. Potencialmente, se puede utilizar un método para controlar electrones en diferentes valles para desarrollar tecnologías informáticas más eficientes.

Los PMF inducidos por deformaciones en el grafeno se han explorado como un enfoque prometedor para separar los valles del grafeno y hacer que sus energías no sean equivalentes. produciendo una física intrigante como la corriente polarizada en valle. Muchos investigadores se han sentido atraídos por los enormes PMF (hasta 300 teslas) observados en no planar, nanoestructuras de grafeno tensas como las nanoburbujas de grafeno.

Sin embargo, estos se distribuyen al azar y no son factibles para su implementación práctica. Aunque la teoría predice que las deformaciones con simetría triangular pueden crear PMF en los materiales, Actualmente no existe una técnica experimental conocida que pueda crear la textura de deformación específica para generar un PMF uniforme con la distribución espacial y la intensidad deseadas.

Un equipo dirigido por el profesor LOH Kian Ping del Departamento de Química y Centro de Materiales Avanzados 2-D, NUS ha descubierto una forma de generar PMF en grafeno superponiendo grafeno sobre fósforo negro (BP) para formar una heteroestructura de grafeno sobre BP. El equipo de investigación también incluye al químico de superficie Prof LU Jiong y al teórico Prof Adam SHAFFIQUE de NUS. El gran desajuste de celosía y la tensión de cizallamiento impuesta por las celosías entre sí dan lugar a PMF en el grafeno, que se puede medir directamente utilizando microscopía de túnel de barrido.

Además, descubrieron una manera de adaptar la intensidad y la distribución espacial de los PMF en el grafeno cambiando el ángulo de rotación entre las direcciones cristalográficas del grafeno y el BP. Cuando se aplica un campo magnético externo en presencia del PMF, son capaces de crear dos tipos de corrientes no equivalentes, conocida como la corriente polarizada en valle en las mediciones de transporte eléctrico.

El profesor Loh dijo:"El control de PMF a nanoescala permite probar la siguiente física extrema:Primero, los campos PMF pueden servir como barreras de energía para confinar de manera eficiente las corrientes en un canal unidimensional. Además, Los filtros de valle se pueden desarrollar basados ​​en la polarización de valle. En tono rimbombante, Descubrimos que una textura de deformación compleja formada al colocar un cristal hexagonal (grafeno) sobre un cristal ortorrómbico (BP) es adecuada para generar un PMF de área grande.

La implicación es que podría haber otras combinaciones de cristales bidimensionales que aún no se han descubierto. Por tanto, nuestro estudio abre nuevas oportunidades para la ingeniería de deformaciones con miras a adaptar la distribución espacial y la intensidad de las PMF ".