Il grafene è spesso visto come il materiale meraviglioso del futuro. Gli scienziati possono ora coltivare strati di grafene perfetti su cristalli di un centimetro quadrato. Un gruppo di ricerca dell'Università di Göttingen, insieme alla Chemnitz University of Technology e alla Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig, ha studiato l'influenza del cristallo sottostante sulla resistenza elettrica del grafene. Contrariamente alle ipotesi precedenti, i nuovi risultati mostrano che il processo noto come "effetto di prossimità" varia considerevolmente su scala nanometrica. I risultati sono stati pubblicati in Comunicazioni sulla natura .

La composizione del grafene è molto semplice. È un singolo strato atomico di atomi di carbonio disposti in una struttura a nido d'ape. La forma tridimensionale è già parte integrante della nostra quotidianità:la vediamo ad esempio nella mina di una comune matita. Però, il materiale bidimensionale grafene non è stato sintetizzato in laboratorio fino al 2004. Per determinare la resistenza elettrica del grafene alla scala più piccola possibile, i fisici usavano un "microscopio a scansione a effetto tunnel". Questo può rendere visibili le strutture atomiche scansionando la superficie con una punta di metallo sottile. Il team ha anche utilizzato la punta del microscopio a effetto tunnel per misurare la caduta di tensione e quindi la resistenza elettrica del minuscolo campione di grafene.

A seconda della distanza che hanno misurato, i ricercatori hanno determinato valori molto diversi per la resistenza elettrica. Citano l'effetto di prossimità come la ragione di ciò. "L'interazione spazialmente variabile tra il grafene e il cristallo sottostante significa che misuriamo diverse resistenze elettriche a seconda della posizione esatta, " spiega Anna Sinterhauf, primo autore e dottorando presso la Facoltà di Fisica dell'Università di Göttingen.

A basse temperature di 8 Kelvin, che è di circa meno 265 gradi centigradi, il team ha riscontrato variazioni nella resistenza locale fino al 270 percento. "Questo risultato suggerisce che la resistenza elettrica degli strati di grafene cresciuti epitassialmente su una superficie di cristallo non può essere semplicemente calcolata da una media presa da valori misurati su scala più ampia, " spiega il dottor Martin Wenderoth, capogruppo di lavoro. Il team presume che l'effetto di prossimità potrebbe svolgere un ruolo importante anche per altri materiali bidimensionali.