I ricercatori del London Centre for Nanotechnology (LCN) hanno scoperto strisce elettroniche, chiamate "onde di densità di carica", sulla superficie dei fogli di grafene che compongono un superconduttore grafitico. Questa è la prima volta che queste strisce sono state viste sul grafene, ed è probabile che la scoperta abbia profonde implicazioni per lo sfruttamento di questo materiale scoperto di recente, che gli scienziati ritengono giocherà un ruolo chiave nel futuro della nanotecnologia. La scoperta è riportata in Comunicazioni sulla natura , 29 novembre.

Il grafene è un materiale costituito da un unico foglio di atomi di carbonio dello spessore di un solo atomo, e si trova nei segni fatti da una matita di grafite. Il grafene ha notevoli proprietà fisiche e quindi ha un grande potenziale tecnologico, Per esempio, in elettrodi trasparenti per TV a schermo piatto, in transistor veloci ad alta efficienza energetica, e in materiali compositi ultra resistenti. Gli scienziati stanno ora dedicando enormi sforzi per comprendere e controllare le proprietà di questo materiale.

Il team LCN ha donato elettroni extra a una superficie di grafene facendo scorrere atomi di calcio metallico al di sotto di essa. Normalmente ci si aspetterebbe che questi elettroni aggiuntivi si diffondano uniformemente sulla superficie del grafene, proprio come l'olio si spande sull'acqua. Ma utilizzando uno strumento noto come microscopio a scansione a effetto tunnel, che può immaginare i singoli atomi, i ricercatori hanno scoperto che gli elettroni in più si dispongono spontaneamente in strisce su scala nanometrica. Questo comportamento inaspettato dimostra che gli elettroni possono avere una vita propria che non è collegata direttamente agli atomi sottostanti. I risultati ispirano molte nuove direzioni sia per la scienza che per la tecnologia. Per esempio, suggeriscono un nuovo metodo per manipolare e codificare le informazioni, dove gli zeri e gli uno binari corrispondono a strisce che vanno da nord a sud e che vanno rispettivamente da est a ovest.

Questo lavoro fa parte di uno sforzo di ricerca multidisciplinare in corso sul grafene presso l'LCN e fa seguito alla scoperta originale della superconduttività nel superconduttore di grafite CaC6 di Weller et al. pubblicato su Nature Physics, doi:10.1038/nphys0010.

Professor Jan Zaanen dell'Università di Leiden e vincitore del prestigioso premio Spinoza per, tra l'altro, il suo ruolo di sostenitore del concetto di striscia per materiali atomicamente sottili, ha commentato:"Questa scoperta è un altro passo importante verso la dimostrazione dell'ubiquità delle strisce, e il fatto che appaiano nell'ospite più semplice del mondo - la rete bidimensionale di atomi di carbonio che è il grafene - significa che la scienza e le applicazioni più grandi non sono molto indietro".