Las propiedades electrónicas del grafeno se pueden modificar específicamente estirando el material de manera uniforme, dicen los investigadores de la Universidad de Basilea. Estos resultados abren la puerta al desarrollo de nuevos tipos de componentes electrónicos.

El grafeno consta de una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal. El material es muy flexible y tiene excelentes propiedades electrónicas. haciéndolo atractivo para numerosas aplicaciones, componentes electrónicos en particular.

Investigadores dirigidos por el profesor Christian Schönenberger en el Instituto Suizo de Nanociencia y el Departamento de Física de la Universidad de Basilea han estudiado cómo las propiedades electrónicas del material pueden manipularse mediante estiramiento mecánico. Para hacer esto, desarrollaron una especie de rejilla mediante la cual estiran la capa de grafeno atómicamente delgada de manera controlada, mientras mide sus propiedades electrónicas.

Sándwiches en la rejilla

Los científicos primero prepararon un 'sándwich' que comprendía una capa de grafeno entre dos capas de nitruro de boro. Esta pila de capas equipado con contactos eléctricos, se colocó sobre un sustrato flexible.

Luego, los investigadores aplicaron una fuerza al centro del sándwich desde abajo usando una cuña. "Esto nos permitió doblar la pila de forma controlada, y alargar toda la capa de grafeno, "explicó el autor principal, el Dr. Lujun Wang.

"Estirar el grafeno nos permitió cambiar específicamente la distancia entre los átomos de carbono, y así su energía vinculante, "añadió el Dr. Andreas Baumgartner, quien supervisó el experimento.

Estados electrónicos alterados

Los investigadores primero calibraron el estiramiento del grafeno utilizando métodos ópticos. Luego utilizaron mediciones de transporte eléctrico para estudiar cómo la deformación del grafeno cambia las energías electrónicas. Las mediciones deben realizarse a menos 269 ° C para que los cambios de energía sean visibles.

"La distancia entre los núcleos atómicos influye directamente en las propiedades de los estados electrónicos en el grafeno, "dijo Baumgartner, resumiendo los resultados. "Con estiramiento uniforme, solo la velocidad y la energía de los electrones pueden cambiar. El cambio de energía es esencialmente el 'potencial escalar' predicho por la teoría, que ahora hemos podido demostrar experimentalmente ".

Estos resultados podrían conducir, por ejemplo, al desarrollo de nuevos sensores o nuevos tipos de transistores. Además, El grafeno sirve como sistema modelo para otros materiales bidimensionales que se han convertido en un tema de investigación importante en todo el mundo en los últimos años.