La combinazione di grafene bianco e nero può modificare le proprietà elettroniche dei materiali spessi un atomo, Lo hanno scoperto i ricercatori dell'Università di Manchester.

Scrivendo in Fisica della natura , un grande team internazionale guidato dal dottor Artem Mishchenko e Sir Andre Geim dell'Università di Manchester mostra che le proprietà elettroniche del grafene cambiano drasticamente se il grafene viene posizionato sopra il nitruro di boro, noto anche come "grafite bianca".

Una delle principali sfide per l'utilizzo del grafene nelle applicazioni elettroniche è l'assenza di un gap di banda, il che significa sostanzialmente che la conduttività elettrica del grafene non può essere completamente disattivata. Qualunque cosa i ricercatori abbiano cercato di fare con il materiale finora, è rimasto altamente elettricamente conduttivo.

Una nuova direzione emersa di recente nella ricerca sul grafene è quella di provare a modificare le proprietà elettroniche del grafene combinandolo con altri materiali simili in pile multistrato. Questo crea un paesaggio aggiuntivo per gli elettroni che si muovono attraverso il grafene e, perciò, le sue proprietà elettroniche possono cambiare fortemente.

Gli scienziati dell'Università di Manchester hanno utilizzato misurazioni di capacità per sondare questi cambiamenti. Hanno scoperto che in combinazione con un campo magnetico questo crea numerose repliche dello spettro originale del grafene. Questo fenomeno è noto come farfalla di Hofstadter, ma è la prima volta che vengono osservati spettri di replica ben sviluppati.

I ricercatori hanno trovato una ricchezza di fisica inaspettata in questo nuovo sistema. Per esempio, le farfalle Hofstadter si sono rivelate fortemente contorte, molto diverso dalle previsioni teoriche. Questo accade perché gli elettroni sentono non solo il paesaggio ma anche l'un l'altro, che modifica la farfalla.

Un altro fenomeno riportato dal giornale di Manchester è che il grafene inizia a comportarsi a temperature molto basse come un minuscolo ferromagnete. Generalmente, maggiore è il campo magnetico, più il grafene diventa magnetico. La farfalla Hofstadter nei condensatori di Manchester porta a un inaspettato comportamento oscillatorio del ferromagnetismo. Quando nuovi spettri di replica emergono e scompaiono, così fa il ferromagnetismo.

Il dottor Mishchenko ha dichiarato:"È davvero un nuovo bel sistema elettronico sia simile che diverso dal grafene. Ci aspettiamo molte altre sorprese. Prima capiamo di cosa si tratta e poi iniziamo a parlare delle possibili applicazioni".