Como todos sabemos, el grafeno es un material revolucionario que consiste en una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red de panal.
Desde su descubrimiento, ha sido un material de gran interés debido a sus propiedades, lo que lo hace útil para una amplia gama de posibles aplicaciones de próxima generación, incluidas varias en electrónica. Estas propiedades incluyen excelente conductividad eléctrica, así como alta resistencia y rigidez.
Hoy en día, los equipos de investigación de todo el mundo están trabajando las 24 horas para aprovechar estas características mediante la sustitución de los átomos de carbono en la red cristalina de grafeno con átomos de diferentes elementos.
El profesor Ernst Meyer dirige uno de estos equipos en la Universidad de Basilea, que, junto con colegas de la Universidad de Berna, afirman haber logrado producir las primeras cintas de grafeno del mundo cuya red cristalina contiene poros periódicos y un patrón regular de átomos de nitrógeno. .

Una estructura de escalera

La estructura material del equipo toma la forma de una escalera, con cada peldaño en esta "escalera" que contiene dos átomos de nitrógeno. Los investigadores calentaron los bloques de construcción individuales en un proceso paso a paso en una superficie de plata al vacío para sintetizar estas cintas de grafeno porosas que contienen nitrógeno.
Solo cuando las temperaturas alcanzan los 220 ° C se forman cintas de grafeno. Mediante el uso de microscopía de fuerza atómica, los investigadores pudieron monitorear los pasos individuales en la síntesis del material y confirmar la estructura de escalera perfecta y su estabilidad.


Los bloques de construcción individuales se calientan sobre una superficie plateada para sintetizar una cinta de grafeno porosa que exhibe propiedades semiconductoras y una estructura en forma de escalera, en cada peldaño de la escalera, dos átomos de carbono han sido reemplazados por átomos de nitrógeno (azul). Imagen acreditada a la Universidad de Basilea

Comportamiento Semiconductor

Además, a través de la microscopía de túnel de barrido, el equipo de investigación también demostró que sus nuevas cintas de grafeno ya no eran conductores eléctricos como el grafeno puro, sino que se comportaban como semiconductores. Estos hallazgos fueron confirmados por investigadores de la Universidad de Berna y la Universidad de Warwick a través de cálculos teóricos adicionales de las propiedades electrónicas.
"Las propiedades semiconductoras son esenciales para las aplicaciones potenciales en electrónica, ya que su conductividad se puede ajustar específicamente", dijo el Dr. Rémy Pawlak.
Y aunque aún no se han llevado a cabo más investigaciones, sabemos que una alta concentración de átomos de nitrógeno en la red cristalina hace que las cintas de grafeno se magneticen cuando se exponen a un campo magnético.
"Esperamos que estas cintas de grafeno dopadas con nitrógeno porosas muestren propiedades magnéticas extraordinarias", dice Ernst Meyer. Por lo tanto, se cree que las cintas podrían ser de interés para aplicaciones potenciales en el campo de la computación cuántica.

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