Un team dell'Università di Berkeley e del Center for Materials Physics (CSIC-UPV/EHU) ha gestito, con precisione atomica, per creare nanostrutture combinando nastri di grafene di larghezza variabile. Il lavoro è in corso di pubblicazione sulla prestigiosa rivista Nanotecnologia della natura .

Pochi materiali hanno ricevuto tanta attenzione dal mondo scientifico o hanno suscitato così tante speranze in vista del loro potenziale impiego in nuove applicazioni come ha fatto il grafene. Ciò è in gran parte dovuto alle sue proprietà superlative:è il materiale più sottile esistente, quasi trasparente, la più forte, la più rigida e allo stesso tempo la più estensibile, il miglior conduttore termico, quello con la più alta mobilità intrinseca dei portatori di carica, oltre a molte altre caratteristiche affascinanti. Nello specifico, le sue proprietà elettroniche possono variare enormemente attraverso il suo confinamento all'interno di sistemi nanostrutturati, Per esempio. Ecco perché nastri o file di grafene con larghezze nanometriche stanno emergendo come componenti elettronici estremamente interessanti. D'altra parte, a causa della grande variabilità delle proprietà elettroniche in caso di cambiamenti minimi nella struttura di questi nanonastri, il controllo esatto a livello atomico è un requisito indispensabile per sfruttare al meglio tutte le loro potenzialità.

Le tecniche litografiche utilizzate nella nanotecnologia convenzionale non hanno ancora tale risoluzione e precisione. Nell'anno 2010, però, è stato trovato un modo per sintetizzare nanonastri con precisione atomica mediante il cosiddetto autoassemblaggio molecolare. Le molecole progettate per questo scopo vengono depositate su una superficie in modo tale da reagire tra loro e dare origine a nanonastri di grafene perfettamente specificati mediante un processo altamente riproducibile e senza altra mediazione esterna se non il riscaldamento alla temperatura richiesta. Nel 2013 un team di scienziati dell'Università di Berkeley e del Center for Materials Physics (CFM), un centro misto CSIC (Consiglio nazionale delle ricerche spagnolo) e UPV/EHU (Università dei Paesi Baschi), ha esteso questo stesso concetto a nuove molecole che stavano formando nanonastri di grafene più larghi e quindi con nuove proprietà elettroniche. Questo stesso gruppo è ora riuscito a fare un ulteriore passo avanti creando, attraverso questo autoassemblaggio, eterostrutture che fondono segmenti di nanonastri di grafene di due diverse larghezze.

La formazione di eterostrutture con materiali diversi è stato un concetto ampiamente utilizzato nell'ingegneria elettronica e ha consentito di fare enormi progressi nell'elettronica convenzionale. "Ora siamo riusciti per la prima volta a formare eterostrutture di nanonastri di grafene che modulano la loro larghezza a livello molecolare con precisione atomica. Inoltre, la loro successiva caratterizzazione mediante microscopia a effetto tunnel e spettroscopia a scansione, integrato con i primi principi di calcoli teorici, ha dimostrato che dà origine a un sistema con proprietà elettroniche molto interessanti che includono, Per esempio, la creazione dei cosiddetti pozzi quantistici, " ha sottolineato lo scienziato Dimas de Oteyza, che ha partecipato a questo progetto. Questo lavoro, i cui risultati vengono pubblicati proprio questa settimana sulla prestigiosa rivista Nanotecnologia della natura , costituisce quindi un successo significativo verso la distribuzione desiderata del grafene nelle applicazioni elettroniche commerciali.

Dott. Dimas G. de Oteyza, che in precedenza era a Berkeley e al CFM, attualmente lavora presso il Centro Internazionale di Fisica di Donostia (DIPC) come Fellow Gipuzkoa. Il programma Fellows Gipuzkoa, finanziato dal Consiglio Provinciale Chartered di Gipuzkoa, è infatti dedicata a riportare giovani ricercatori con una solida formazione post-dottorato in gruppi e centri di prestigio internazionale, offrendo loro una piattaforma per il reinserimento attraverso contratti di durata fino a cinque anni, che consente loro di competere nelle migliori condizioni per ottenere incarichi di ruolo come ricercatori nel nostro paese.