Seguimiento de las condiciones topológicas en el grafeno
Cómo las nanoestructuras basadas en el carbono pueden obtener una nueva funcionalidad
Los científicos ya han podido demostrar que se pueden generar nanoestructuras de grafeno mediante el recocido de un cristal de carburo de silicio nanoestructurado durante unos años. "Estas bandas de carbono bidimensionales, fuertemente restringidas en el espacio, presentan una resistencia eléctrica insignificante incluso a temperatura ambiente. Por tanto, son balísticos", explica el Prof. Dr. Christoph Tegenkamp, director de la cátedra de Análisis de Superficies Sólidas de la Universidad Tecnológica de Chemnitz.
Las mediciones del microscopio de túnel de barrido se realizaron en el laboratorio de análisis de superficies sólidas de la Universidad Tecnológica de Chemnitz por investigadores entre los que se encuentra la estudiante de doctorado Thi Thuy Nhung Nguyen.
Jacob Müller, TU Chemnitz
Algo parecido no ocurre, por ejemplo, con una capa de grafeno expandida y perfectamente bidimensional. Los físicos de la Universidad Tecnológica de Chemnitz, en colaboración con investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven (Países Bajos), el Instituto Max Planck de Stuttgart y el Laboratorio MAX IV de Lund (Suecia), lograron comprender mejor este efecto cuántico. "Pudimos comprobar por primera vez la estructura exacta de estos llamados nanoribones con ayuda de un microscopio electrónico de transmisión de altísima resolución", informa el estudiante de doctorado Markus Gruschwitz, de la cátedra de Análisis de Superficies Sólidas. Thi Thuy Nhung Nguyen, que también está completando sus estudios de doctorado en esta área, añade: "Junto con las mediciones del microscopio de barrido en túnel, el estado cuántico particular de este sistema pudo ser ahora localizado y espectroscopiado con alta resolución".
Para la descripción teórica de la estructura electrónica es importante que el borde de la nanoestructura de grafeno esté unido al sustrato y que la flexión inducida por éste provoque el llamado efecto de deformación. Utilizando este modelo, también fue posible explicar la polarización del espín de los electrones que migran. "Esta flexión de la estructura del grafeno tiene un efecto similar al que sólo se encuentra en materiales con un fuerte acoplamiento espín-órbita. Curiosamente, el propio grafeno tiene una interacción espín-órbita insignificante", afirma Tegenkamp.
Los resultados de la investigación se presentan en el número actual de "Nano Letters". Los autores del estudio están seguros de que la explotación de curvaturas definidas dará lugar a nuevas funcionalidades en estructuras y materiales supuestamente triviales, y que el campo de investigación de la straintrónica se afianzará aún más.
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