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Los investigadores de la red SNI utilizaron un microscopio de fuerza atómica que funciona en modo péndulo para examinar un dispositivo de grafeno de dos capas. Las dos capas de carbono puro en esta bicapa de grafeno rotaron entre sí en un «ángulo mágico» de aproximadamente 1,1°. Los resultados proporcionan evidencia empírica de que la técnica se puede utilizar para ajustar la magnetización y el flujo de corriente del dispositivo.
![El secreto del gráfico “mágico”](https://d1otjdv2bf0507.cloudfront.net/images/news/ImageForNews_40548_17012647084749841.jpg)
Los descubrimientos fueron publicados recientemente en la revista. Física de la comunicación y fueron parte de un Ph.D. Disertación apoyada por el Instituto Suizo de Nanociencia (SNI).
Nuevas posibilidades técnicas, especialmente en el campo de la tecnología cuántica, son posibles gracias a los recientes avances en la fabricación de dispositivos a partir de materiales 2D. Sin embargo, hasta ahora se ha prestado poca atención a las pérdidas de energía en sistemas que interactúan fuertemente.
Teniendo esto en cuenta, un grupo dirigido por el profesor Ernst Meyer del Departamento de Física de la Universidad de Basilea utilizó un microscopio de fuerza atómica en modo péndulo para examinar minuciosamente un dispositivo de grafeno. Para ello, los investigadores utilizaron grafeno de dos capas producido por colegas de la LMU Munich y cuyas dos capas estaban torcidas 1,08°.
Cuando se apilan y se retuercen entre sí, las dos capas de grafeno crean superestructuras de muaré que confieren al material propiedades adicionales. Por ejemplo, el grafeno se convierte en un superconductor a temperaturas extremadamente bajas y conduce la electricidad con casi poca pérdida de energía cuando las dos capas se tuercen en el llamado ángulo mágico de 1,08°.
Afinar propiedades
Dr. Alexina Ollier utilizó recientemente mediciones de microscopía de fuerza atómica (AFM) para mostrar que el ángulo de torsión de las capas atómicas de grafeno es constante en alrededor de 1,06° en toda la capa. Además, pudo medir cómo puede cambiar la carga aplicada al dispositivo y ajustar la conductividad actual de la capa de grafeno.
El material exhibía un comportamiento aislante o semiconductor dependiendo de la cantidad de electrones añadidos a cada celda de grafeno. Los investigadores no pudieron detectar la superconductividad en el grafeno porque este fenómeno (conducción de electricidad sin pérdida de energía) sólo se produce a una temperatura significativamente más baja de 1,7 Kelvin, que es más alta que la temperatura comparativamente alta de 5 Kelvin (-268,15 °C) durante el año. las medidas.
Sin embargo, no sólo pudimos modificar y medir las propiedades conductoras de corriente del dispositivo, sino que también pudimos dotar al grafeno, que por supuesto sólo está compuesto de átomos de carbono, de propiedades magnéticas.
Alexina Ollier, Ph.D. Estudiante, Departamento de Física, Universidad de Basilea
El profesor Ernst Meyer del Departamento de Física de la Universidad de Basilea añadió: “Es un logro que podamos visualizar pequeñas escamas de grafeno en componentes eléctricos, cambiar sus propiedades eléctricas y magnéticas y medirlas con precisión. En el futuro, este método también nos ayudará a determinar la pérdida de energía de varios componentes bidimensionales durante interacciones fuertes.«
Referencia de la revista:
Ollier, A., et. Alabama. (2023) Disipación de energía en grafeno de doble capa retorcido en un ángulo mágico. Física de la comunicación. doi:10.1038/s42005-023-01441-4
Fuente: https://unibas.ch/
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