El trabajo publicado allana el camino para futuras investigaciones sobre el potencial del grafeno. Crédito:Instituto Politécnico Rensselaer
Al estudiar cómo los electrones en el grafeno bidimensional pueden actuar literalmente como un líquido, Los investigadores han allanado el camino para futuras investigaciones sobre un material que tiene el potencial de habilitar futuros dispositivos de computación electrónica que superen a los transistores de silicio.
Investigación sobre un nuevo método para demostrar con mayor precisión el comportamiento de los electrones similares a líquidos en el grafeno, desarrollado por el investigador de Rensselaer Ravishankar Sundararaman y un equipo de Quazar Technologies en India dirigido por Mani Chandra, fue publicado recientemente en Revisión física B .
El grafeno es una sola capa atómica de grafito que ha ganado mucha atención debido a sus propiedades electrónicas únicas. Recientemente, Sundararaman dijo:Los científicos han propuesto que, en las condiciones adecuadas, los electrones en el grafeno pueden fluir como un líquido de una manera diferente a cualquier otro material.
Para ilustrar esto, Sundararaman compara los electrones con gotas de agua. Cuando solo unas pocas gotas se alinean en el fondo de un frasco, su movimiento es predecible ya que siguen el movimiento del contenedor cuando está inclinado de lado a lado. Así es como se comportan los electrones en la mayoría de los materiales cuando entran en contacto con los átomos y rebotan en ellos. Esto conduce a la ley de Ohm, la observación de que la corriente eléctrica que fluye a través de un material es proporcional al voltaje aplicado a través de él. Quite el voltaje, y la corriente se detiene.
Ahora imagina un vaso que está medio lleno de agua. El movimiento del líquido, especialmente al agitar el frasco, es mucho menos uniforme porque las moléculas de agua en su mayoría entran en contacto entre sí en lugar de las paredes del frasco, permitiendo que el agua chapotee y gire. Incluso cuando dejas de mover el cristal el movimiento del agua continúa. Sundararaman compara esto con cómo los electrones continúan fluyendo en el grafeno, incluso después de que se haya detenido el voltaje.
Los investigadores sabían que los electrones del grafeno tenían el potencial de actuar de esta manera, pero ejecutar experimentos para crear las condiciones necesarias para este comportamiento es difícil. Previamente, Sundararaman dijo:los científicos aplicaron voltaje a un material y buscaron resistencia negativa, pero no era un método muy sensible.
Los cálculos que Sundararaman y su equipo presentaron en este último trabajo muestran que al oscilar el voltaje, imitando el movimiento de agitación en el ejemplo de la jarra, los investigadores pueden identificar y medir con mayor precisión los vórtices creados y el comportamiento hidrodinámico de los electrones.
"Puede obtener propiedades electrónicas realmente extrañas y útiles de esto, "dijo Sundararaman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales. "Porque fluye como un líquido, tiene el potencial de mantener su impulso y seguir adelante. Podrías tener conducción con mucha menos pérdida de energía, lo cual es extremadamente útil para hacer que los dispositivos de bajo consumo sean realmente rápidos ".
Sundararaman dejó en claro que se necesita hacer mucha más investigación antes de que un dispositivo como ese pueda crearse y aplicarse a la electrónica. Pero el método que establece este documento, incluyendo las medidas que los investigadores dicen que deben tomarse, permitirá una observación más precisa de este flujo hidrodinámico de electrones en el grafeno y otros materiales prometedores.