Il principio dell'esperimento:la griglia a nido d'ape fornisce uno strato atomico di grafene teso tra due contatti elettrici (argento). L'area inferiore contiene due elettrodi di controllo (oro), utilizzati per generare un campo elettrico. Un campo magnetico viene applicato anche verticalmente al livello del grafene. Combinare un campo elettrico e un campo magnetico significa che gli elettroni si muovono lungo uno stato di serpente. Credito:Rickhaus et al., Comunicazioni sulla natura (2015).
I fisici dell'Università di Basilea hanno dimostrato per la prima volta che gli elettroni nel grafene possono essere spostati lungo un percorso predefinito. Questo movimento avviene del tutto senza perdite e potrebbe fornire una base per numerose applicazioni nel campo dell'elettronica. Il gruppo di ricerca guidato dal professor Christian Schönenberger presso lo Swiss Nanoscience Institute e il Dipartimento di Fisica dell'Università di Basilea pubblica i suoi risultati insieme ai colleghi europei sulla rinomata rivista scientifica Comunicazioni sulla natura .
Per alcuni anni, il gruppo di ricerca guidato dal professor Christian Schönenberger presso lo Swiss Nanoscience Institute e il Dipartimento di Fisica ha esaminato il grafene, il "materiale miracoloso". Gli scienziati dell'Università di Basilea hanno sviluppato metodi che consentono loro di allungare, esaminare e manipolare strati di grafene puro. Così facendo, hanno scoperto che gli elettroni possono muoversi in questo grafene puro praticamente indisturbati, in modo simile ai raggi di luce. Per condurre gli elettroni da un luogo specifico a un altro, progettavano di guidare attivamente gli elettroni lungo un percorso predefinito nel materiale.
Campi elettrici e magnetici combinati
Per la prima volta, gli scienziati di Basilea sono riusciti ad attivare e disattivare la guida degli elettroni ea guidarli senza alcuna perdita. Il meccanismo applicato si basa su una proprietà che si verifica solo nel grafene. Combinare un campo elettrico e un campo magnetico significa che gli elettroni si muovono lungo uno stato di serpente. La linea si piega a destra, poi a sinistra. Questo interruttore è dovuto alla sequenza di massa positiva e negativa, un fenomeno che può essere realizzato solo nel grafene e potrebbe essere utilizzato come un nuovo interruttore.
"Un nanointerruttore di questo tipo nel grafene può essere incorporato in un'ampia varietà di dispositivi e azionato semplicemente alterando il campo magnetico o il campo elettrico, " commenta il professor Christian Schönenberger sugli ultimi risultati del suo gruppo. Squadre di fisici di Ratisbona, Anche Budapest e Grenoble sono state coinvolte nello studio pubblicato su " Comunicazioni sulla natura ".
Materiale con proprietà speciali
Il grafene è un materiale molto speciale con proprietà promettenti. È costituito da un singolo strato di atomi di carbonio ma è ancora molto meccanicamente durevole e resistente. La sua eccellente conduttività elettrica, in particolare, rende il grafene oggetto di ricerca da parte di numerosi team di scienziati in tutto il mondo.
Le proprietà particolari di questo materiale sono state esaminate teoricamente diversi decenni fa. Però, non è stato fino al 2004 che i fisici Andre Geim e Kostya Novoselov sono riusciti a produrre grafene per i test sperimentali. I due ricercatori hanno usato dello scotch per staccare i singoli strati bidimensionali di grafene dal materiale originale, grafite. Hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica 2010 per questo metodo apparentemente semplice, che ha consentito per la prima volta la ricerca sperimentale sul grafene. Da allora, i ricercatori di tutto il mondo hanno perfezionato il processo di produzione con una velocità incredibile.
