Un estudio internacional del que participaron investigadores israelíes desarrolló un nuevo método para producir tiras ultralargas y ultraestrechas de grafeno (un derivado del grafito) con propiedades semiconductoras ideales para la industria de la nanotecnología.
Los investigadores, incluyendo científicos de la Universidad de Tel Aviv, dijeron que el hallazgo puede tener varias aplicaciones tecnológicas potenciales, como dispositivos avanzados de conmutación y, en el futuro, incluso arquitecturas de computación cuántica.
La investigación fue llevada a cabo por un equipo internacional de científicos de China, Corea del Sur, Japón e Israel. Entre los expertos israelíes se destacan los profesores Michael Urbakh y Oded Hod, de la Escuela de Química de la Universidad de Tel Aviv.
Urbakh y Hod explicaron que el grafeno es en realidad una sola capa de grafito hecha de átomos de carbono y construida de manera similar a la forma de una colmena. El grafeno es muy adecuado para usos tecnológicos, destacaron.
Además de su extraordinaria resistencia mecánica, en los últimos años se descubrieron propiedades adicionales en determinadas estructuras formadas por un pequeño número de capas de grafeno entrelazadas (puntualmente, giradas lateralmente entre sí).
Esas, señalaron los investigadores, incluyen superconductividad, polarización eléctrica espontánea, conducción de calor controlada y superlubricidad estructural, un estado en el que los materiales demuestran una fricción y un desgaste insignificantes.
Una de las limitaciones para el uso del grafeno en la industria electrónica es que se trata de un semimetal, es decir, que en ese material los portadores de carga pueden moverse libremente pero su densidad es muy baja, reconocieron los investigadores.
Por lo tanto, el grafeno no puede utilizarse ni como metal conductor ni como semiconductor en la industria de chips electrónicos.
Sin embargo, si se cortan tiras largas y delgadas de grafeno (o nanocintas), los portadores de carga cuántica quedan confinados dentro de esa estrecha dimensión, lo que los hace semiconductores y permite su uso en dispositivos de conmutación cuántica, apuntaron.
En la actualidad, existe una serie de barreras para el uso de nanocintas de grafeno en dispositivos, entre ellas el desafío de hacer crecer de forma reproducible láminas estrechas y largas que estén aisladas del medio ambiente, explicaron los científicos.
En este nuevo estudio, los investigadores pudieron desarrollar un método para hacer crecer catalíticamente nanocintas de grafeno estrechas, largas y reproducibles directamente dentro de pilas aislantes de nitruro de boro hexagonales.
Según los resultados del estudio, que fueron publicados en la revista Nature, también demostraron el máximo rendimiento en dispositivos de conmutación cuántica basados en las cintas recién cultivadas.
La importancia de este nuevo desarrollo, dijeron Urbakh y Hod, es que, por primera vez, «ahora es posible fabricar dispositivos de conmutación nanoelectrónicos a base de carbono directamente dentro de una matriz aislante».
Esos dispositivos, completaron, probablemente tengan «muchas aplicaciones tecnológicas, incluidos sistemas electrónicos y espintrónicos, e incluso dispositivos de computación cuántica».
