Agitando abrimos un hueco en el grafeno

El grafeno es un material increíble que tiene muchas posibilidades. Pero una cosa de la que carece es de un hueco en su estructura de bandas electrónicas que permita que sea usado como semiconductor. Los investigadores pueden introducir dicho hueco artificialmente, pero a menudo, la energía de separación es fija. Un nuevo estudio teórico demuestra cómo una excitación especial de fonones del grafeno puede abrir la puerta a un hueco ajustable en el material.

La conductividad del grafeno rivaliza con la del resto de metales, pero realmente es un semimetal semiconductor, en el cual las bandas de conducción y valencia coinciden en un mismo punto. El hueco que falta puede ser ventajoso para usar el grafeno en células solares, pero limita su uso en transistores. Dopándolo o cortando el grafeno en nanocintas se puede crear un hueco pero también, por desgracia, reduce su conductividad. Otras técnicas, como situar láminas de grafeno en un sustrato, no permiten el ajuste del hueco.

Ahora, un grupo de investigadores ha formulado un mecanismo de apertura de huecos que implica dirigir los átomos de carbono lejos de sus posiciones de equilibrio. Para hacer esto, imaginan una excitación de fonones, viniendo por ejemplo de átomos inertes dispersándose del material, que deforman las longitudes de enlace en la red en un patrón de rotación alrededor de la estructura hexagonal. Cuando calcularon el efecto en los electrones, descubrieron que el sistema de excitación de fonones es equivalente a un estado de equilibrio cuando el grafeno tiene una banda prohibida, cuya anchura depende de la amplitud del fonón. Como caso representativo, los fonones que deforman las longitudes de enlace en un 0,04% deberían producir una banda prohibida de 0,025 electrón voltios.


Via physic.aps