Un nuevo paso hacia el uso del grafeno en

Nota de prensa
13/01/2015
Un nuevo paso hacia el uso del grafeno en
aplicaciones electrónicas
Un equipo de la Universidad de Berkeley y el Centro de Física
de Materiales (CSIC-UPV/EHU) consigue crear con precisión
atómica nanoestructuras que combinan tiras de grafeno de
diferentes anchuras
El trabajo se
Nanotechnology
publica
en
la
prestigiosa
revista
Nature
Pocos materiales han recibido tanta atención del mundo científico ni han
copado tantas esperanzas de cara a su potencial implementación en nuevas
aplicaciones como el grafeno. Eso se debe en gran medida a sus propiedades
superlativas, siendo el material existente más delgado, casi transparente,
el más resistente, el más rígido y a su vez más elástico, el mejor
conductor térmico, el de mayor movilidad de los portadores de carga, además
de
otras
muchas
características
fascinantes
más.
Sus
propiedades
electrónicas, en concreto, se pueden variar enormemente mediante, por
ejemplo, su confinamiento en sistemas nanoestructurados. Es por ello que
las tiras o filas de grafeno con anchuras nanométricas se postulan como
elementos electrónicos inmensamente interesantes. Pero por otro lado,
debido a la gran variabilidad de las propiedades electrónicas ante cambios
mínimos en la estructura de estas nanotiras, un control preciso a nivel
atómico es requisito indispensable para aprovechar todo su potencial.
Las técnicas litográficas utilizadas en nanotecnología convencional no
disponen aún de tal resolución y precisión. En el año 2010, sin embargo, se
encontró la manera de sintetizar nanotiras con precisión atómica mediante
el llamado auto-ensamblaje molecular. Moléculas diseñadas para tal fin se
depositaban sobre una superficie de manera que reaccionasen entre ellas y
diesen lugar a nanotiras de grafeno perfectamente definidas, mediante un
proceso altamente reproducible y sin más mediación externa que el
calentamiento a temperaturas adecuadas. En el año 2013, un equipo de
científicos de la Universidad de Berkeley y del Centro de Física de
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Materiales (CFM), centro mixto CSIC-UPV/EHU, extendió ese mismo concepto a
nuevas moléculas que formaban nanotiras de grafeno más anchas y, por tanto,
con nuevas propiedades electrónicas. El mismo grupo ha conseguido ahora dar
un paso más allá, creando mediante este auto-ensamblaje, heteroestructuras
que mezclan segmentos de nanotiras de grafeno de dos anchuras distintas.
La formación de heteroestructuras con distintos materiales ha sido un
concepto utilizado extensamente en ingeniería electrónica y ha permitido
grandes avances en la electrónica convencional. "Ahora hemos logrado formar
por primera vez heteroestructuras a nivel molecular y con precisión atómica
de nanotiras de grafeno modulando su anchura. Además, su posterior
caracterización mediante microscopia y espectroscopia de efecto túnel,
complementada con cálculos teóricos de primeros principios, ha demostrado
que da lugar a un sistema con propiedades electrónicas muy interesantes,
que incluyen, por ejemplo, la creación de lo que se conoce como pozos
cuánticos", destaca el científico Dimas de Oteyza que ha participado en
este proyecto. Este trabajo, cuyos resultados se publican esta misma semana
en la prestigiosa revista Nature Nanotechnology, es, por tanto, un
importante éxito hacia la esperada implementación del grafeno en
aplicaciones electrónicas comerciales.
El Dr. Dimas G. de Oteyza, que antes estuvo en Berkeley y en el CFM,
actualmente trabaja en el Donostia International Physics Center (DIPC) como
Fellow Gipuzkoa. El programa Fellows Gipuzkoa, financiado por la Diputación
Foral de Gipuzkoa, está precisamente destinado a recuperar investigadores
jóvenes con una sólida formación post-doctoral en grupos y centros de
prestigio internacional, ofreciéndoles una plataforma de reincorporación, a
través de contratos de hasta cinco años de duración, que les permita
competir en las mejores condiciones para obtener plazas permanentes de
investigador en nuestro país.
Referencia bibliográfica
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.
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Figura: (A) Esquema de los precursores moleculares y las nanotiras de
grafeno resultantes, así como de las heteroestructuras. (B) Imágenes de
microscopia de efecto túnel de las heteroestructuras sintetizadas sobre
superficies de oro.
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