Ett team vid University of Berkeley och Center for Materials Physics (CSIC-UPV/EHU) har lyckats, med atomprecision, för att skapa nanostrukturer som kombinerar grafenband av olika bredd. Verket publiceras i den prestigefyllda tidskriften Naturnanoteknik .

Få material har fått så mycket uppmärksamhet från den vetenskapliga världen eller har väckt så många förhoppningar med tanke på deras potentiella distribution i nya applikationer som grafen har. Detta beror till stor del på dess överlägsna egenskaper:det är det tunnaste materialet som finns, nästan transparent, den starkaste, den styvaste och samtidigt den mest sträckbara, den bästa värmeledaren, den med högsta inneboende laddningsbärarmobilitet, plus många fler fascinerande funktioner. Specifikt, dess elektroniska egenskaper kan variera enormt genom sin inneslutning i nanostrukturerade system, till exempel. Det är därför band eller rader av grafen med nanometriska bredder framstår som oerhört intressanta elektroniska komponenter. Å andra sidan, på grund av den stora variationen i elektroniska egenskaper vid minimala förändringar i strukturen hos dessa nanoribon, exakt kontroll på atomnivå är ett oumbärligt krav för att få ut det mesta av sin potential.

De litografiska tekniker som används i konventionell nanoteknik har ännu inte sådan upplösning och precision. År 2010, dock, man hittade ett sätt att syntetisera nanoribon med atomprecision med hjälp av den så kallade molekylära självmonteringen. Molekyler utformade för detta ändamål deponeras på en yta på ett sådant sätt att de reagerar med varandra och ger upphov till perfekt specificerade grafen -nanoribbon med hjälp av en mycket reproducerbar process och utan någon annan extern medling än uppvärmning till önskad temperatur. Under 2013 ett team av forskare från University of Berkeley och Center for Materials Physics (CFM), ett blandat CSIC (Spanish National Research Council) och UPV/EHU (University of the Basque Country) centrum, utökade detta koncept till nya molekyler som bildade bredare grafen -nanoribbon och därför med nya elektroniska egenskaper. Samma grupp har nu lyckats gå ett steg längre genom att skapa, genom denna självmontering, heterostrukturer som blandar segment av grafen -nanoribb med två olika bredder.

Bildandet av heterostrukturer med olika material har varit ett koncept som ofta används inom elektronisk teknik och har gjort det möjligt att göra stora framsteg inom konventionell elektronik. "Vi har nu lyckats för första gången att bilda heterostrukturer av grafen -nanoribon som modulerar deras bredd på molekylär nivå med atomprecision. Vad mer är, deras efterföljande karakterisering med hjälp av skanning av tunnelmikroskopi och spektroskopi, kompletterat med första principer teoretiska beräkningar, har visat att det ger upphov till ett system med mycket intressanta elektroniska egenskaper som inkluderar, till exempel, skapandet av så kallade kvantbrunnar, "påpekade forskaren Dimas de Oteyza, som har deltagit i detta projekt. Detta jobb, vars resultat publiceras just nu i den prestigefyllda tidskriften Naturnanoteknik , utgör därför en betydande framgång mot önskad distribution av grafen i kommersiella elektroniska applikationer.

Dr Dimas G. de Oteyza, som tidigare var på Berkeley och vid CFM, arbetar för närvarande på Donostia International Physics Center (DIPC) som stipendiat Gipuzkoa. Fellows Gipuzkoa -programmet, finansierad av Chartered Provincial Council of Gipuzkoa, är i själva verket ägnat åt att föra tillbaka unga forskare med gedigen postdoc-utbildning i internationellt prestigefyllda grupper och centra, genom att erbjuda dem en plattform för återinkorporering genom kontrakt med en löptid på upp till fem år, vilket gör det möjligt för dem att tävla på bästa sätt för att få tillsvidareanställningar som forskare i vårt land.