Saturday, April 05, 2008

Propiedades de conductividad de los grafenos

Un estudio sobre cómo los electrones se comportan en los circuitos hechos con capas ultrafinas de grafito (conocidas como grafenos) sugiere que el material podría dar lugar al surgimiento de una nueva generación de dispositivos de dimensiones nanométricas, que manipulen los electrones como ondas, de forma similar a como los sistemas fotónicos controlan las ondas lumínicas.

(NC&T) Investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia y del Centro Nacional para la Investigación Científica (CNRS) en Francia, han medido las propiedades de transporte de electrones en el grafeno, que son comparables con las observadas en los nanotubos de carbono. Sin embargo, a diferencia de los nanotubos de carbono, los circuitos de grafeno pueden usar las técnicas de producción establecidas para la microelectrónica tradicional, permitiéndoles a los investigadores disponer de un "mapa de rutas" para acometer en un futuro cercano altos volúmenes de producción.
"Hemos demostrado que podemos preparar el grafeno, que podemos estamparlo y que sus propiedades de transporte son muy buenas", destaca Walt de Heer, profesor en la Escuela de Física del Tecnológico de Georgia. "El material tiene una alta movilidad de sus electrones, lo que significa que éstos pueden moverse a través de él sin mucha dispersión o resistencia. También es coherente, lo que significa que los electrones se mueven a través del grafeno de forma parecida a como viaja la luz a través de las guías de ondas".



Los resultados deben alentar y promover el desarrollo de la electrónica basada en el grafeno, aunque de Heer advierte que los dispositivos prácticos pueden estar todavía a una década de distancia. "Éste es realmente un primer paso en un camino muy largo", matiza. "Estamos en la fase inicial de pruebas, comparable a la etapa en la que se encontraban los transistores a finales de los años 40. Tenemos mucho que hacer, aunque yo creo que esta tecnología avanzará deprisa".
Los investigadores encontraron evidencia de los efectos del confinamiento cuántico en sus circuitos de grafeno, lo que significa que los electrones pueden moverse a través de él como ondas. Las cintas de grafeno que han creado son realmente como guías de ondas para los electrones.
Debido a que los nanotubos de carbono conducen la electricidad virtualmente sin resistencia, han atraído un fuerte interés para su uso en transistores y otros dispositivos. Sin embargo, la naturaleza particular de los nanotubos y la variabilidad de sus propiedades constituyen obstáculos significativos para su uso en dispositivos prácticos. Por el contrario, los circuitos de grafeno pueden producirse usando las técnicas estándar de procesamiento de la microelectrónica.
Los nanotubos son básicamente grafeno que ha sido enrollado en forma cilíndrica. Usando cintas estrechas de grafeno, De Heer y sus colegas pueden conseguir todas las propiedades de los nanotubos porque esas propiedades son debidas al grafeno y al confinamiento de los electrones, no a la estructura del nanotubo. Él prevé el uso de la electrónica del grafeno para aplicaciones especializadas, potencialmente dentro de sistemas convencionales basados en el silicio.

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Este video es obra creativa de Armando Isaac, para el curso de Química Inorgánica I.