Lo que la tensión puede hacer en dos capas de grafeno

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El grafeno, una lámina de un átomo de grosor de átomos de carbono, no deja de sorprendernos. Si el mes pasado el equipo de Pablo Jarillo-Herrero sorprendía a la comunidad científica que trabaja en física de la materia condensada con su descubrimiento de que si las láminas forman determinado ángulo se vuelven superconductoras, lo que puede revolucionar nuestro conocimiento de este fenómeno, ahora un equipo encabezado por Loïc Huder, de la Univesité Grenoble Alpes (Francia) ha encontrado que si las láminas del par están sometidas a tensiones ligeramente diferentes las propiedades eléctricas cambian completamente.

Los investigadores crearon sus bicapas haciendo crecer una lámina de grafeno encima de otra. Este proceso introdujo de forma natural diferentes tensiones en las dos láminas y una determinada rotación de una lámina respecto a la otra. Como resultado, en posiciones periódicas a través de la bicapa, las láminas se alinean, con sus patrones de átomos hexagonales perfectamente superpuestos. Entre estas posiciones los patrones de las láminas se desplazan una distancia equivalente a la mitad de un hexágono. El equipo utilizó un microscopio de efecto túnel (STM) para analizar cómo se comportan los electrones en las áreas alineadas y en las no alineadas.

En las áreas alineadas el equipo observó grandes picos en la cantidad de estados electrónicos disponibles. Estos picos eran significativamente más pequeños en las no alineadas. Las regiones con un gran número de estados electrónicos tienen acumulaciones de electrones atrapados, lo que puede llevar a comportamientos superconductores o magnéticos en la bicapa.

Si bien este hallazgo es sorprendente, lo que en ciencia ya es importante de por sí, también es cierto que ajustar las propiedades eléctricas del grafeno estirando y rotando las láminas aún no ofrece ventajas prácticas concretas frente a otros enfoques, pero tampoco el tren de alta velocidad ofrecía en su momento ventajas frente al avión.

Referencia:

Loïc Huder, Alexandre Artaud, Toai Le Quang, Guy Trambly de Laissardière, Aloysius G. M. Jansen, Gérard Lapertot, Claude Chapelier, and Vincent T. Renard (2018) Electronic Spectrum of Twisted Graphene Layers under Heterostrain Physical Review Letters doi: 10.1103/PhysRevLett.120.156405

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

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