Un equipo de investigadores ha amplificado las propiedades eléctricas del grafeno 3-D controlando su curvatura.

"Nuestra investigación mostró la conservación y la degradación del transporte disipativo ultrabajo de electrones de Dirac en la superficie curva 3-D por primera vez, "dijo Yoichi Tanabe, autor principal del estudio.

El grafeno es un material de capa atómica bidimensional, con forma de panales, que posee excelente electricidad, químico, térmico, y propiedades mecánicas para una amplia gama de aplicaciones como semiconductores, baterías eléctricas, y compuestos.

Las hojas de grafeno apiladas forman el grafito que constituye la mina de nuestros lápices. Sin embargo, Al empaquetar el grafeno de manera hermética, pierde sus propiedades electrónicas bidimensionales.

Una forma de superar esto es separar las láminas de grafeno con poros llenos de aire, como una esponja, a escala nanométrica y convertirlas en una estructura tridimensional. Esto amplifica las propiedades del grafeno con fines prácticos.

Pero hacerlo no está exento de desafíos; La conversión de grafeno 2-D en grafeno 3-D introduce defectos en los cristales y una serie de otros problemas que hacen que pierda sus características deseables. Poco se sabe sobre cómo la superficie curva degrada las propiedades de transporte eléctrico del grafeno y si esta es la razón por la que el grafeno pierde sus fermiones de Dirac.

El equipo de investigación trató de investigar esto tomando un único, Hoja de grafeno 2-D y doblarla en una estructura 3-D con una estructura porosa abierta y bicontinua.

La estructura, con un radio de curvatura de hasta 25-50 nanómetros, retuvo bien las propiedades electrónicas básicas del grafeno 2-D. Mientras tanto, el movimiento de los electrones en la curvatura 3-D aumentó la dispersión de electrones que se había originado a partir de los efectos intrínsecos de la curvatura. De hecho, La curvatura a nanoescala proporciona un nuevo grado de libertad para manipular los comportamientos electrónicos del grafeno para las propiedades eléctricas emergentes y únicas del grafeno 3-D.