(Phys.org)—Grafene, uno strato sottilissimo di carbonio puro, sembra avere molte delle proprietà necessarie per inaugurare la prossima generazione di dispositivi elettronici. Il prossimo passo nella costruzione di questi dispositivi, però, richiede la creazione di giunzioni che collegano il grafene al "mondo esterno" attraverso almeno due fili metallici. Una "giunzione a due terminali" è un "nastro" di grafene con due contatti metallici. Un ricercatore dell'Università dell'Arkansas ei suoi colleghi hanno sviluppato una migliore comprensione di come queste interfacce grafene-metallo influenzino il movimento degli elettroni attraverso le giunzioni a due terminali.

Salvador Barraza-Lopez, professore assistente di fisica, Markus Kindermann del Georgia Institute of Technology e M.Y. Chou della Georgia Tech e dell'Academia Sinica di Taiepi, Taiwan, riportare i loro risultati sulla rivista Nano lettere .

"Se vuoi usare il grafene per i dispositivi, vuoi capire cosa accadrà con i contatti metallici, "Ha detto Barraza-Lopez.

Le attuali teorie sui dispositivi al grafene presumono che i contatti che spostano l'elettricità da un punto all'altro saranno composti anche da grafene "drogato", il che significa che i contatti hanno una grande quantità di carica elettronica, come avrebbero fatto i metalli reali. Ma i contatti nei dispositivi reali sono fatti di metalli di transizione, e quei contatti metallici formeranno legami con il grafene.

"Quando si formano legami covalenti, distruggi le proprietà elettroniche uniche del grafene, "Ha detto Barraza-Lopez. "Quindi abbiamo pensato che fosse importante calcolare il trasporto degli elettroni andando oltre l'ipotesi che i contatti stessi siano (drogati) con grafene".

Lui e i suoi colleghi hanno cercato di vedere come gli elettroni possono muoversi attraverso le giunzioni del grafene con il titanio, che viene utilizzato da molti gruppi sperimentali come contatto con il grafene:hanno considerato le proprietà del materiale delle giunzioni reali, e hanno confrontato le loro scoperte con modelli più basilari già disponibili. I loro calcoli sono stati eseguiti utilizzando i principi della meccanica quantistica e strutture computazionali all'avanguardia.

All'interno della meccanica quantistica, gli elettroni a queste giunzioni grafene-metallo si comportano in modo molto simile a un raggio di luce quando viene proiettato su un cristallo:parte della luce si disperde e parte la attraversa. Per le giunzioni in grafene la trasparenza elettronica del materiale indica quanti degli elettroni su un contatto passano attraverso l'altro contatto metallico. In questo lavoro, i ricercatori hanno fornito i calcoli più accurati della trasparenza elettronica delle giunzioni grafene-metallo realistiche fino ad oggi.

"I nostri risultati fanno luce sul complesso comportamento delle giunzioni di grafene... e aprono la strada a una progettazione realistica di potenziali dispositivi elettronici, " hanno scritto i ricercatori.