Gli scienziati vincitori del premio Nobel, il professor Andre Geim e il professor Kostya Novoselov, hanno compiuto un enorme passo avanti nello studio del meraviglioso materiale grafene e nella rivelazione delle sue eccitanti proprietà elettroniche per future applicazioni elettroniche.

Scrivere sul diario Scienza , gli accademici, che ha scoperto il materiale più sottile del mondo all'Università di Manchester nel 2004, hanno rivelato di più sulle proprietà elettroniche del suo cugino leggermente più grasso, il grafene a doppio strato.

I ricercatori, dalle università di Manchester, Lancaster (Regno Unito), Nimega (Paesi Bassi) e Mosca (Russia), hanno studiato in dettaglio l'effetto delle interazioni tra gli elettroni sulle proprietà elettroniche del grafene a doppio strato.

Hanno utilizzato dispositivi di grafene a doppio strato di altissima qualità che vengono preparati sospendendo fogli di materiale nel vuoto. In questo modo è possibile eliminare la maggior parte dei meccanismi di diffusione indesiderati per gli elettroni nel grafene, migliorando così l'effetto dell'interazione elettrone-elettrone.

Quest'ultimo potrebbe essere visto come forti cambiamenti nello spettro elettronico a bassa energia:diventa fortemente anisotropo, o dipendente dalla direzione. Questo è il primo effetto del suo genere in cui si possono vedere chiaramente le interazioni tra gli elettroni nel grafene.

La ragione di tali proprietà elettroniche uniche è che le quasiparticelle (elettroni e lacune, che trasportano corrente elettrica) in questo materiale sono molto diversi da quelli di qualsiasi altro metallo. Possiedono una simmetria chirale (una simmetria tra elettroni e lacune) del tipo che esiste tra particelle e antiparticelle nella fisica delle alte energie.

A causa di tali proprietà, i materiali a base di grafene sono talvolta chiamati "CERN on a desk", in riferimento al Large Hadron Collider in Svizzera. Questo è solo uno dei motivi per cui le proprietà elettroniche sono particolarmente entusiasmanti e spesso riservano sorprese.

Il lavoro pionieristico del professor Geim e del professor Novoselov è valso loro il premio Nobel per la fisica nel 2010 per "esperimenti rivoluzionari riguardanti il ​​materiale bidimensionale grafene".

Il paio, che hanno lavorato insieme per più di un decennio da quando il professor Novoselov era studente di dottorato del professor Geim, erano soliti dedicarsi ogni venerdì sera ad esperimenti 'fuori dagli schemi' non direttamente collegati ai loro principali temi di ricerca.

un venerdì, hanno usato lo scotch per staccare strati di carbonio da un pezzo di grafite, e rimasero con un solo atomo di spessore, film bidimensionale di carbonio – grafene.

Il grafene è un nuovo materiale bidimensionale che può essere visto come un monostrato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale. Quando due strati di grafene sono legati in un certo modo, formano il grafene a doppio strato, un materiale molto interessante e insolito a sé stante.

Sia il grafene che il grafene a doppio strato possiedono una serie di proprietà uniche, come conducibilità elettronica e termica estremamente elevate dovute a velocità molto elevate degli elettroni e alta qualità dei cristalli, così come la resistenza meccanica.

Il professor Novoselov ha dichiarato:"La tecnologia di produzione del grafene matura giorno dopo giorno, che ha un impatto immediato sia sul tipo di fisica eccitante che troviamo in questo materiale, e sulla fattibilità e la gamma di possibili applicazioni." Il professor Geim ha aggiunto:"Il grafene a doppio strato di alta qualità è certamente un materiale entusiasmante di per sé, e ha certamente la sua nicchia nelle applicazioni."