Las propiedades electrónicas del grafeno se presentan como un mosaico irregular

El grafeno, que consiste básicamente en una lámina de grafito de un único átomo de espesor, es considerado como el material clave para los dispositivos tecnológicos del futuro. Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), en un estudio recientemente publicado en la revista Carbon, han descubierto que sus propiedades electrónicas se presentan como un mosaico irregular. Este conocimiento abre la puerta al diseño de dispositivos en los que se puedan controlar las propiedades electrónicas del grafeno a través de una interacción grafeno-substrato definida por el usuario.

“Inhomogeneidad” de las propiedades electrónicas de grafeno sobre un substrato de óxido de silicio

“Inhomogeneidad” de las propiedades electrónicas de grafeno sobre un substrato de óxido de silicio

El grafeno es un material atómicamente fino con interesantes propiedades y un prometedor futuro en la industria electrónica. No obstante, las características y rendimiento de los sistemas electrónicos basados en grafeno varían de dispositivo a dispositivo. Esta variabilidad se debe a la interacción con la superficie (substrato) sobre la que yace el grafeno, que generalmente es óxido de silicio.

Se sabe que la interacción grafeno-substrato tiene su origen en las cargas eléctricas atrapadas en el substrato, la cuales generan un campo eléctrico suficientemente intenso como para modificar localmente a escala atómica las propiedades electrónicas del grafeno. Un estudio reciente del Laboratorio de Bajas Temperaturas de la Universidad Autónoma de Madrid, publicado en la revista Carbon, ha encontrado que el efecto de una carga eléctrica individual alcanza una distancia de unos 5 nanómetros, y que la distribución de las cargas atrapadas en el substrato es irregular aunque la distancia promedio entre las mismas es de unos 20 nanómetros. De esta forma, aproximadamente un tercio de la superficie del grafeno tiene sus propiedades electrónicas fuertemente distorsionadas, formando algo parecido a un mosaico irregular de “inhomogeneidades” electrónicas.

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Para llevar a cabo este trabajo, los investigadores de la UAM desarrollaron un instrumento especial: un microscopio combinado de fuerzas atómicas y efecto túnel capaz de detectar las inhomogeneidades en las propiedades electrónicas del grafeno, depositado sobre substratos tanto conductores eléctricos como aislantes.

En suma, el trabajo profundiza en el conocimiento de la interacción electrónica grafeno-substrato, abriendo la puerta al diseño de dispositivos en los que se puedan controlar las propiedades electrónicas del grafeno a través de una interacción grafeno-substrato definida por el usuario.

UAM

Referencia bibliográfica:
Andres Castellanos-Gomeza, Roel H.M. Smita, Nicolás Agraïta, Gabino Rubio-Bollinger. Spatially resolved electronic inhomogeneities of graphene due to subsurface charges. Carbon. Volume 50, Issue 3, March 2012, Pages 932–938

Propiedades eléctricas y mecánicas de materiales de baja densidad dimensionalidad basados en carbono: nanotubos y Grafeno.

Cristina Gómez-Navarro.
Seminario de Fronteras de la Ciencia de Materiales.
Lunes 16 de marzo de 2009

El grafeno y sus propiedades únicas FRANCISCO GUINEA - Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid. CSIC, España

El grafeno es una membrana de un átomo de espesor. Se trata de un nuevo material que presenta muchas propiedades especiales, que no se encuentran en otros sistemas. En este seminario se describirán algunas de estas propiedades, así como las investigaciones en curso para entender su origen y posibles aplicaciones.

Los Seminarios Internacionales de Fronteras de la Ciencia de Materiales son organizados por el Departamento de Ciencia de Materiales de la Universidad Politécnica de Madrid, y tienen periodicidad semanal. Su objetivo es servir de punto de encuentro, interacción y difusión de problemáticas actuales y destacadas dentro del área de la Ciencia e Ingeniería de Materiales; con una visión amplia que va desde los materiales biológicos a los materiales funcionales, pasando por aplicaciones puramente tecnológicas. En ellos se cuenta con la participación desinteresada de relevantes investigadores y tecnólogos de Universidades, Empresas y Centros de Investigación del ámbito nacional e internacional.

Coordinador: Jose Ygnacio Pastor - jypastor@mater.upm.es, +34 91 336

Nanotubos de carbono: un viaje de la Física del Estado Sólido al mundo de la nanociencia
Jornada de homenaje a Manuel Elices, Madrid, 06/06/08. Ponente: Prof. Fernando Flores. Universidad Autónoma de Madrid.

Videos elaborados por el Gabinete de Tele-Educación UPM.

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