Aurrerapauso berriak grafenoaren ikerketan

1999. urtean sortu zen Materialen Fisika Zentroaren ikerketa lerroen artean, nanoegituren propietate elektronikoak aztertzea aurki dezakegu. Horren baitan, azken hilabeteotan Materialen Fisika Zentroko (IZGK-UPV/EHU) eta Donostia International Physics Centerreko (DIPC) ikertzaileek elkarlanean egindako bi lanen emaitzen berri eman dizkigute. Batak zein besteak, etorkizuneko material bezala izendatua dagoen, grafenoa dute hizpide. Egindako lanari esker, material honen aplikazio berriei ateak irekitzen dizkien aurrerapausoak lortu dituzte.

grafenoaGrafenoa ez den material gutxik jaso dute horrenbeste arreta zientzia arloan, eta gutxitan izan dute horrenbesteko itxaropena aplikazio berrietan erabiltzeko duen potentzialean. Itxaropen hau, neurri handi batean, grafenoaren propietate superlatiboetan datza. Grafenoa materialik finena da, erresistenteena, zurrunena eta, era berean, elastikoena. Horrez gain, eroale termiko onena da eta karga eroaleen mugikortasun handiena duena.

Grafenoaren propietate elektronikoak, asko alda daitezke, esaterako, nanoegituratutako sistemetan konfinatzea. Horregatik, zabalera nanometrikoko grafenozko tirak edo lerroak elementu elektroniko oso interesgarritzat hartzen dira. Baina, nanotira horien egituran aldaketa txikiak egitean propietate elektronikoen aldagarritasun handia izategatik, ezinbestekoa da maila atomikoan kontrol zehatza izatea, material honen potentzial guztia baliatzeko.

2010ean aurkitu zen nanotiren doitasun atomikoa sintetizatzeko modua, auto-mihiztatze molekularra deituriko teknikaren bidez. Xede horretarako diseinatutako molekulak gainazal batean uzten ziren, horien artean erreakzionatzeko moduan eta definitutako grafenozko nanotirak sortzeko aukera emateko moduan. 2013an, Berkeleyko Unibertsitateko eta Materialen Fisika Zentroko zientzialarien talde batek kontzeptu hori bera zabaldu zuen grafenozko nanotira zabalagoak osatzen zituzten molekula berrietara, eta, beraz, propietate elektroniko berriekin.

Orain pausu bat haratago joanez, aurreko ikerketan parte hartu zuen Materialen Fisika Zentroko ikertzailea zen eta egun, DIPCen lanean ari den Dimas Garcia de Oteyzaren lantaldeak urrats berri eman du: auto-mihiztatze horren bidez sortu ditu bi zabalera desberdinetako grafenozko nanotiren segmentuak nahasten dituzten heteroegiturak. Honi esker, besteak beste, aukera berriak zabaldu dituztela adierazi du Oteyzak, “lehen aldiz, grafenozko nanotiren heteroegiturak osatzea lortu dugu molekula mailan eta doitasun atomikoarekin, haien zabalera aldatuz. Gainera, mikroskopiaren eta tunel efektuko espektroskopiaren bidez eta lehen printzipioen kalkulu teorikoen bidez karakterizatu ondoren, frogatu da propietate elektroniko oso interesgarriak dituen sistema bat osatzen duela, eta, adibidez, putzu kuantiko gisa ezagutzen direnak sortzeko aukera ematen du“. Hau da, grafenoa aplikazio elektronikoetan erabiltzeko urrats berri bat eman dute.

Baina bigarren urrats bat ere eman dute Donostia International Physics Centerreko eta Materialen Fisikako Zentroko ikertzaileek, IMDEA Nanociencia eta ICMM, Madrilgo Materialen Zientzia Institutuko (CSIC) ikerlariekin elkarlanean. Grafenoak ezaugarri paregabeak baditu ere, baditu gabezia batzuk, adibidez, ez du propietate magnetikorik. Ondorioz, oraindik ez da aurkitu bidea haren elektroiak edo propietateak gailu magneto-elektronikoetan erabili ahal izateko. Baina aipatutako ikertzaileok, gabeziari aurre egin diezaiokeen gakoa antzeman dute: grafenoan nola sortu eremu magnetiko bortitz bat deskribatu dute. Gakoa, berunezko atomoak edo irlak, grafenoa eratzen duen karbonozko hexagonoez osatutako itsasoaren azpian txertatzean datza. Era horretara, sekulako elkarrekintza ematen da elektroiaren berezko bi ezaugarrien artean: bere biraketa edo spina eta bere orbitaren (nukleoaren inguruan jarraitzen duen mugimendua) artean. Laburbilduz, grafenoa itsasoan murgildurik berunezko irlek materiala magnetizatzen dute.

Erreferentzia bibliografikoak:

Bandgap Engineering of Bottom-Up Synthesized Graphene Nanoribbons by Controlled Heterojunctions. Y.-C. Chen, T. Cao, C. Chen, Z. Pedramrazi, D. Haberer, D. G. de Oteyza, F. Fischer, S. Loiue, M. F. Crommie, Nature Nanotechnology (2015) DOI: 10.1038/nnano.2014.307.

Spatial variation of a giant spin-orbit effect induces electron confinement in graphene on Pb islands. Fabian Calleja, Héctor Ochoa, Manuela Garnica, Sara Barja, Juan Jesús Navarro, Andrés Black, Mikhail M. Otrokov, Evgueni V. Chulkov, Andrés Arnau, Amadeo L. Vázquez de Parga, Francisco Guinea, Rodolfo Miranda. Nature Physics (2014/12/15) DOI: 10.1038/nphys3173

Iturria: UPV/EHUko komunikazio bulegoa

Eman iritzia

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>