I fisici hanno, per la prima volta, esplorato in dettaglio l'evoluzione temporale della conducibilità, così come altre caratteristiche di trasporto degli elettroni a livello quantistico, di un dispositivo al grafene sottoposto a impulsi periodici ultracorti. Ad oggi, la maggior parte degli studi sul grafene ha considerato la dipendenza delle proprietà di trasporto dalle caratteristiche degli impulsi esterni, come l'intensità del campo, periodo o frequenza.

Le nuove scoperte sono state ora pubblicate in Giornale Europeo di Fisica B di Doniyor Babajanov del Politecnico di Torino di Tashkent, Uzbekistan, e colleghi. Questi risultati possono aiutare a sviluppare dispositivi elettronici a base di grafene che diventano conduttori solo quando viene applicato un impulso esterno ultra-corto, e sono altrimenti isolanti.

L'attenzione degli autori è sul trasporto in nanonastri di grafene guidati da impulsi laser, che sono stati scelti per la loro capacità di applicare calci periodici al sistema. Babajanov e colleghi si sono affidati a sistemi quantistici pilotati e teorie del caos quantistico per studiare le caratteristiche di trasporto all'interno del nanonastro. Per un singolo periodo di calci, hanno ottenuto la soluzione esatta di un'equazione matematica, chiamata equazione di Dirac dipendente dal tempo. Quindi, iterando questa soluzione sono stati in grado di calcolare numericamente e con precisione le caratteristiche arbitrarie del trasporto quantistico degli elettroni dipendente dal tempo all'interno del materiale.

Hanno scoperto che l'applicazione di una forza motrice esterna porta al miglioramento delle transizioni elettroniche all'interno delle cosiddette bande di valenza e di conduzione. Questo studio dimostra quindi che tali transizioni consentono un drammatico aumento della conduttività in breve tempo, rendendo possibile la regolazione delle proprietà elettroniche mediante brevi impulsi esterni.

La fase successiva potrebbe essere l'estensione del test al caso di un campo magnetico dipendente dal tempo, a campi pseudo-magnetici indotti da deformazione, o a campi monocromatici esterni. In definitiva, questo potrebbe portare ad applicazioni utili come gli interruttori elettronici ultraveloci.