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(noticias nanowerk) Los recientes avances en el desarrollo de dispositivos fabricados con materiales 2D están abriendo el camino a nuevas posibilidades tecnológicas, especialmente en el campo de la tecnología cuántica. Sin embargo, hasta ahora apenas se han investigado las pérdidas de energía en sistemas que interactúan fuertemente.
En este contexto, el equipo dirigido por el profesor Ernst Meyer del Departamento de Física de la Universidad de Basilea examinó con más detalle un componente de grafeno utilizando un microscopio de fuerza atómica en modo pendular. Para ello, los investigadores utilizaron grafeno de dos capas producido por colegas de la LMU de Múnich, en el que las dos capas estaban torcidas 1,08°.
Los científicos publicaron sus resultados en Física de la comunicación (“Disipación de energía en grafeno de doble capa torcido por un ángulo mágico”).
Cuando las dos capas de grafeno se apilan y se retuercen entre sí, se crean superestructuras de «muaré» y el material adquiere nuevas propiedades. Por ejemplo, si las dos capas se tuercen en el llamado ángulo mágico de 1,08°, el grafeno se convierte a temperaturas muy bajas en un superconductor y conduce la electricidad casi sin pérdida de energía.
Afinar propiedades
Utilizando mediciones de microscopía de fuerza atómica (AFM), el Dr. Alexina Ollier ha demostrado ahora que el ángulo de torsión de las capas atómicas de grafeno era uniforme en alrededor de 1,06° en toda la capa. También pudo medir cómo se pueden cambiar y ajustar las propiedades conductoras de corriente de la capa de grafeno en función de la carga aplicada al dispositivo.
Dependiendo de qué tan «cargadas» estén las células individuales de grafeno con electrones, el material se comportaba como un aislante o como un semiconductor. La temperatura relativamente alta de 5 Kelvin (-268,15 °C) durante las mediciones significó que los investigadores no lograron superconductividad en el grafeno, ya que este fenómeno (conducción de electricidad sin pérdida de energía) solo ocurre a una temperatura mucho más baja de 1,7 Kelvin.
«Sin embargo, no sólo pudimos modificar y medir las propiedades conductoras de corriente del dispositivo», explica Ollier, autor principal del estudio, «sino también darle propiedades magnéticas al grafeno, del que está hecho naturalmente, nada más que Átomos de carbón.»
«Es un logro que podamos visualizar pequeñas escamas de grafeno en componentes eléctricos, cambiar sus propiedades eléctricas y magnéticas y medirlas con precisión», dice Meyer sobre el trabajo, que formaba parte de una tesis doctoral en la Escuela de Doctorado SNI. «En el futuro, este método también nos ayudará a determinar la pérdida de energía de varios componentes bidimensionales durante interacciones fuertes».
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