La estructura 2-D única del grafeno significa que los electrones viajan a través de él de manera diferente a la mayoría de los otros materiales. Una consecuencia de este transporte único es que la aplicación de un voltaje no detiene los electrones como lo hace en la mayoría de los otros materiales. Esto es un problema, porque para hacer aplicaciones útiles del grafeno y sus electrones únicos, como las computadoras cuánticas, es necesario poder detener y controlar los electrones del grafeno.

Un equipo interdisciplinario de científicos de la Universidad Autónoma de Madrid (España), Université Grenoble Alpes (Francia), El Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología (Portugal) y la Universidad Aalto han resuelto este problema de larga data. El equipo estuvo integrado por las investigadoras experimentales Eva Cortés del Río, Pierre Mallet, Héctor González ‐ Herrero, José María Gómez ‐ Rodríguez, Jean ‐ Yves Veuillen e Iván Brihuega y teóricos como Joaquín Fernández-Rossier y Jose Lado, profesor asistente en el departamento de Física Aplicada de Aalto.

El equipo experimental utilizó ladrillos atómicos para construir paredes capaces de detener los electrones de grafeno. Esto se logró mediante la creación de paredes atómicas que confinaban los electrones, conduciendo a estructuras cuyo espectro luego se comparó con predicciones teóricas, demostrando que los electrones estaban confinados. En particular, Se obtuvo que las estructuras diseñadas dieron lugar a un confinamiento casi perfecto de electrones, como se demostró a partir de la aparición de resonancias de pozos cuánticos nítidas con una vida útil notablemente larga.

La obra, publicado esta semana en Materiales avanzados , demuestra que se pueden crear paredes impenetrables para los electrones de grafeno mediante la manipulación colectiva de una gran cantidad de átomos de hidrógeno. En los experimentos, Se utilizó un microscopio de barrido de efecto túnel para construir paredes artificiales con precisión sub nanométrica. Esto condujo a nanoestructuras de grafeno de formas arbitrariamente complejas, con dimensiones que van desde dos nanómetros hasta una micra.

En tono rimbombante, el método no es destructivo, permitir a los investigadores borrar y reconstruir las nanoestructuras a voluntad, proporcionando un grado de control sin precedentes para crear dispositivos de grafeno artificiales. Los experimentos demuestran que las nanoestructuras diseñadas son capaces de confinar perfectamente los electrones de grafeno en estas estructuras diseñadas artificialmente. superando el desafío crítico impuesto por los túneles de Klein. Por último, esto abre muchas posibilidades nuevas y emocionantes, a medida que las nanoestructuras realizan puntos cuánticos de grafeno que se pueden acoplar selectivamente, posibilidades de apertura para la materia cuántica diseñada artificialmente.