El grafeno, una capa de carbono de un átomo de espesor, es un mejor conductor que el cobre y es muy prometedor para los dispositivos electrónicos, pero con un solo inconveniente: los electrones que se mueven a través de él no se pueden detener.
Hasta ahora, eso es. Los científicos de la Universidad de Rutgers-New Brunswick han aprendido a domar los electrones rebeldes en el grafeno, allanando el camino para el transporte ultrarrápido de electrones con baja pérdida de energía en sistemas novedosos. Su estudio fue publicadoen línea en Nanotecnología de la naturaleza .
"Esto muestra que podemos controlar eléctricamente los electrones en el grafeno", dijo Eva Y. Andrei, profesora de la Junta de Gobernadores del Departamento de Física y Astronomía de Rutgers en la Escuela de Artes y Ciencias y autora principal del estudio ". En el pasado, no pudimos hacerlo. Esta es la razón por la cual la gente pensaba que uno no podía fabricar dispositivos como transistores que requieren conmutación con grafeno, porque sus electrones se vuelven salvajes ".
Andrei dijo que ahora es posible realizar un transistor de nanoescala de grafeno. Hasta ahora, los componentes electrónicos de grafeno incluyen amplificadores ultrarrápidos, supercondensadores y cables de resistividad ultrabaja. La adición de un transistor de grafeno sería un paso importantehacia una plataforma electrónica totalmente de grafeno. Otras aplicaciones basadas en grafeno incluyen sensores químicos y biológicos ultrasensibles, filtros para desalinización y purificación de agua. El grafeno también se está desarrollando en pantallas planas flexibles y circuitos electrónicos pintables e imprimibles.
El grafeno es mucho más fuerte que el acero y un gran conductor. Pero cuando los electrones se mueven a través de él, lo hacen en línea recta y su alta velocidad no cambia. "Si golpean una barrera, no pueden retroceder, por lo quetiene que pasar por eso ", dijo Andrei." La gente ha estado buscando cómo controlar o domesticar estos electrones ".
Su equipo logró domar estos electrones salvajes enviando voltaje a través de un microscopio de alta tecnología con una punta extremadamente afilada, también del tamaño de un átomo. Crearon lo que se asemeja a un sistema óptico enviando voltaje a través de un microscopio de túnel de exploración, que ofreceVistas tridimensionales de las superficies a escala atómica. La punta afilada del microscopio crea un campo de fuerza que atrapa electrones en el grafeno o modifica sus trayectorias, de forma similar al efecto que tiene una lente sobre los rayos de luz. Los electrones se pueden atrapar y liberar fácilmente, proporcionando unMecanismo de encendido y apagado eficiente, según Andrei.
"Puede atrapar electrones sin hacer agujeros en el grafeno", dijo. "Si cambia el voltaje, puede liberar los electrones. Así puede atraparlos y dejarlos ir a voluntad".
El siguiente paso sería aumentar la escala colocando cables extremadamente delgados, llamados nanocables, encima del grafeno y controlando los electrones con voltajes, dijo.
Los coautores del estudio son Yuhang Jiang y Jinhai Mao, becarios posdoctorales de Rutgers y estudiante de posgrado en la Universiteit Antwerpen en Bélgica. El otro coautor de Rutgers es Guohong Li, investigador asociado.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Rutgers . Original escrito por Todd B. Bates. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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