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Descubrimiento del MIT permite el movimiento sin obstáculos de electrones en grafeno pentacapa
Físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) crearon una superautopista de cinco carriles para electrones. Este fenómeno se asemeja a una serie de automóviles que circulan con mayor facilidad por una autopista en lugar de un vecindario.
Por su parte, el trabajo se compone de un material llamado grafeno pentacapa romboédrico (una forma similar a un panal de abejas) el cual provee propiedades importantes tales como permitir el movimiento sin obstáculos de electrones alrededor del borde del material, pero no a través del centro.
«Este descubrimiento tiene implicaciones directas para los dispositivos electrónicos de baja potencia porque no se pierde energía durante la propagación de los electrones, lo que no ocurre en los materiales normales donde los electrones se dispersan», dice Long Ju, profesor asistente en el Departamento de Física.
Esta superautopista se caracteriza por no poseer ningún campo magnético. Ju explicó que «no somos los primeros en descubrir este fenómeno general, pero lo hicimos en un sistema muy diferente. Y en comparación con los sistemas anteriores, el nuestro es más sencillo y también admite más canales de electrones». Además, agregó que «otros materiales sólo pueden soportar un carril de tráfico en el borde del material. De repente lo aumentamos a cinco».
Su composición consiste de una capa de grafeno sobre una capa de disulfuro de tungsteno (WS2). «La interacción entre el WS2 y el grafeno romboédrico pentacapa dio como resultado esta superautopista de cinco carriles que opera con un campo magnético cero», afirma Ju.
La unión entre estas dos capas le da una pista que le permite a los electrones viajar sin resistencia en un campo magnético cero. Este fenómeno se lo conoce como efecto anómalo cuántico de Hall.
Así, los descubrimientos del grafeno surgieron de una investigación minuciosa la cual no tenía garantías de funcionar. «Probamos muchas recetas durante muchos meses», dice Han, «así que fue muy emocionante cuando enfriamos el sistema a una temperatura muy baja y [una autopista de cinco carriles que operaba con un campo magnético cero] simplemente apareció». Asimismo, Ju señaló: «es muy emocionante ser el primero en descubrir un fenómeno en un nuevo sistema, especialmente en un material que descubrimos».
Este trabajo fue apoyado por una beca Sloan, la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, la Oficina del Subsecretario de Defensa para Investigación e Ingeniería de Estados Unidos, la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia KAKENHI y la Iniciativa Internacional de Investigación World Premier de Japón.
