Los investigadores de la Universidad de Aalto han logrado realizar experimentalmente nanoribones de grafeno metálico GNR que tienen solo 5 átomos de carbono de ancho. En su artículo publicado en Comunicaciones de la naturaleza , el equipo de investigación demostró la fabricación de los GNR y midió su estructura electrónica. Los resultados sugieren que estas cintas extremadamente angostas y de un solo átomo de espesor podrían usarse como interconexiones metálicas en futuros microprocesadores.
Se ha sugerido que los nanoribones de grafeno son cables ideales para usar en la nanoelectrónica futura: cuando el tamaño del cable se reduce a la escala atómica, se espera que el grafeno supere al cobre en términos de conductancia y resistencia a la electromigración, que es el mecanismo de descomposición típicoSin embargo, todos los nanoribones de grafeno demostrados han sido semiconductores, lo que dificulta su uso como interconectores. Dirigido por el Prof. Peter Liljeroth, investigadores de los grupos de Física de Escala Atómica y Ciencia de Superficie ahora han demostrado experimentalmente que ciertos anchos de nanofibras de grafeno con precisión atómicason casi metálicos, de acuerdo con predicciones anteriores basadas en cálculos teóricos.
El equipo utilizó microscopía de túnel de exploración STM de última generación que les permite sondear la estructura y las propiedades del material con resolución atómica. "Con esta técnica, medimos las propiedades de las cintas individuales y demostramos que las cintas son más largas que5 nanómetros exhiben un comportamiento metálico ", dice la Dra. Amina Kimouche, autora principal del estudio.
La fabricación de nanoribones se basa en una reacción química en una superficie ". Lo bueno del procedimiento de fabricación es que la molécula precursora determina exactamente el ancho de la cinta. Si desea cintas de un átomo de carbono de ancho, simplementetiene que elegir una molécula diferente ", explica el Dr. Pekka Joensuu, quien supervisó la síntesis de las moléculas precursoras de las cintas.
Los hallazgos experimentales se complementaron con cálculos teóricos del grupo de Física Cuántica de Muchos Cuerpos encabezado por el Dr. Ari Harju. La teoría predice que cuando el ancho de las cintas se incrementa átomo por átomo, cada tercer ancho debería ser casimetálico con una brecha de banda muy pequeña. "Según la mecánica cuántica, normalmente cuando haces tu sistema más pequeño, aumenta la brecha de banda. El grafeno puede funcionar de manera diferente debido a sus extraordinarias propiedades electrónicas", dice Mikko Ervasti, estudiante de doctorado de Harju, quien realizó elcálculos
Estos resultados allanan el camino para usar el grafeno en futuros dispositivos electrónicos, donde estas cintas ultra estrechas podrían reemplazar al cobre como material de interconexión. Los estudios futuros se centrarán en dispositivos de todo grafeno que combinen nanoestructuras de grafeno semiconductores y metálicos ". Mientras estamoslejos de las aplicaciones reales, es un concepto extremadamente emocionante construir dispositivos útiles a partir de estas pequeñas estructuras y lograr circuitos de grafeno con uniones controladas entre GNR ", dice Liljeroth.
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Materiales proporcionado por Universidad de Aalto . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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