I ricercatori del Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) hanno misurato con successo la curva corrente-tensione dei nanonastri di grafene (GNR) sospesi tra due elettrodi. Le misurazioni sono state eseguite utilizzando la microscopia elettronica a trasmissione (TEM). I risultati hanno rivelato che, contrariamente ai risultati dei rapporti precedenti, la conduttanza elettrica dei GNR con una struttura del bordo a zigzag (GNR a zigzag) è aumentata bruscamente al di sopra della tensione di polarizzazione critica. Questa scoperta è degna di nota perché il brusco cambiamento di questi GNR può essere applicato ai dispositivi di commutazione, quali sono i dispositivi più piccoli al mondo.

La struttura elettrica dei GNR è stata studiata sistematicamente attraverso calcoli teorici. Gli studi hanno riportato che sia i GNR a zigzag che quelli a poltrona mostrano un comportamento semiconduttore al di sotto di diversi nm di larghezza, anche se l'origine del gap energetico è diversa. D'altra parte, le proprietà di trasporto elettrico sono state raramente calcolate a causa dei calcoli di non equilibrio richiesti. Nel 2009, Nikolic et al. prevedeva che si sarebbero verificati bruschi incrementi nella conduttanza elettrica per GNR a zigzag estremamente sottili e brevi poiché la transizione di fase magnetico-isolante-non magnetico-metallo si verifica al di sopra di una certa tensione di polarizzazione [Phys. Rev.B 79, 205430 (2009)]. I risultati sperimentali ottenuti corrispondono strettamente ai risultati di questo calcolo di non equilibrio.

Un gruppo di ricerca guidato dalla signora Chumeng Liu, Il professor Yoshifumi Oshima e il professore associato Xiaobin Zhang (ora dello Shibaura Institute of Technology) hanno sviluppato uno speciale supporto TEM in situ e un dispositivo GNR per l'osservazione TEM. Questa combinazione ha lo scopo di chiarire la relazione tra la struttura di bordo dei GNR e le proprietà di trasporto elettrico. signora Liu, uno studente di dottorato presso JAIST, disse, "Il processo di fabbricazione del nostro dispositivo GNR è molto più difficile di quello convenzionale perché dobbiamo realizzare un GNR molto stretto che dovrebbe essere sospeso stabilmente tra entrambi gli elettrodi".

Ha esaminato la letteratura incentrata sul processo di fabbricazione dei dispositivi GNR e ha verificato il loro processo durante il percorso per stabilire il suo metodo di fabbricazione originale. Assoc. Il prof. Zhang ha detto, "Siamo stati davvero felici di vedere che la curva I-V è cambiata ovviamente quando si cambia la struttura del bordo a zigzag. Suppongo che abbiamo incontrato nuove possibilità per i nanonastri di grafene". Il team ha eseguito con successo l'osservazione TEM in situ di GNR estremamente stretti, e hanno in programma di continuare a identificare le proprietà di trasporto elettrico che sono sensibili alla struttura di bordo di questi GNR.