I nanoflakes di grafene sono promettenti per possibili applicazioni nel campo della nanoelettronica, e oggetto di uno studio recentemente pubblicato su Nano lettere . Queste nanostrutture esagonali mostrano effetti quantistici per la modulazione del flusso di corrente. Grazie alle loro proprietà magnetiche intrinseche, potrebbero anche rappresentare un significativo passo avanti nel campo della spintronica. Lo studio, condotto tramite analisi e simulazioni al computer, è stato condotto da Massimo Capone.

"Siamo stati in grado di osservare due fenomeni chiave analizzando le proprietà dei nanoflakes di grafene. Entrambi sono di grande interesse per possibili applicazioni future, "dice Capone, coautore dello studio. Il primo fenomeno riguarda la cosiddetta interferenza tra elettroni. "Nei nanoflakes, gli elettroni interferiscono tra loro in maniera 'distruttiva' se misuriamo la corrente in una certa configurazione. Ciò significa che non c'è trasmissione di corrente. Questo è un fenomeno tipicamente quantistico. Studiando i fiocchi di grafene, abbiamo capito che è possibile portare questo fenomeno su sistemi più grandi, quindi nel mondo nano e su una scala in cui è osservabile e può essere sfruttato per possibili usi in nanoelettronica."

I due ricercatori spiegano che nei transistor ad interferenza quantistica, l'interferenza distruttiva denota lo stato "OFF". Per lo stato "ON", dicono che è sufficiente rimuovere le condizioni per l'interferenza, permettendo così alla corrente di fluire.

Nello studio, i ricercatori hanno anche dimostrato che i nanoflakes presentano nuove proprietà magnetiche presenti solo ai bordi di un foglio di grafene:"Il magnetismo emerge spontaneamente ai bordi, senza alcun intervento esterno. Ciò consente la creazione di una corrente di spin." L'unione tra i fenomeni di interferenza quantistica e di magnetismo consentirebbe ai ricercatori di ottenere una polarizzazione di spin quasi completa, con un enorme potenziale nel campo della spintronica, spiegano i ricercatori. Queste proprietà potrebbero essere utilizzate nelle tecnologie dell'informazione, interpretando lo spin come codice binario. Lo spin dell'elettrone, essendo quantizzato e avendo solo due possibili configurazioni, "su e giù, " è adatto per questo tipo di implementazione.

Per migliorare l'efficienza dell'eventuale dispositivo e la percentuale di polarizzazione della corrente, i ricercatori hanno anche sviluppato un protocollo che prevede l'interazione dei fiocchi di grafene con una superficie composta da azoto e boro. "I risultati ottenuti sono davvero interessanti. Gli esperimenti potrebbero confermare ciò che abbiamo previsto teoricamente, " conclude Massimo Capone.