Científicos españoles cultivan grafeno sobre cristales de oro

Foto: UAM

Investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) han desarrollado un método de crecimiento de grafeno que ha permitido su formación sobre superficies de cristales de oro. Según han señalado los expertos, este hallazgo abre mayores posibilidades para este material, considerado “clave” para el desarrollo de la electrónica del futuro.

Hasta ahora, uno de los métodos de crecimiento de grafeno más utilizados es el de la descomposición térmica de hidrocarburos sobre superficies metálicas. Sin embargo, este método no funciona correctamente sobre superficies de baja reactividad, como las de oro, donde la adsorción de los hidrocarburos es muy débil.

Ahora, los investigadores del departamento de Física de la UAM han lograron desarrollar un método de crecimiento de grafeno sobre metales de baja reactividad, un sistema que proporciona resultados similares a los de los métodos más tradicionales sobre superficies de cobre.

Los autores del estudio, publicado en ‘Nano Letters’, han señalado que este descubrimiento es “enormemente relevante”, ya que permitirá optimizar las propiedades del contacto entre el grafeno y el oro, que es posiblemente el material más comúnmente usado para los contactos de grafeno.

El nuevo método de crecimiento de grafeno consiste en la irradiación del substrato metálico con iones de etileno que son acelerados contra la superficie del metal mediante una diferencia de potencial de 500 voltios. Durante la irradiación, la superficie de la muestra se mantiene a altas temperaturas, del orden de 800 grados centígrados. Posteriormente, las superficies preparadas de este modo son caracterizadas a través de un microscopio de efecto túnel de temperatura variable, construido por los propios investigadores. Este tipo de microscopios permite la obtención de imágenes de muestras conductoras a diferentes temperaturas con resolución atómica.

Los investigadores también aprovecharon la alta sensibilidad del microscopio para estudiar la interacción electrónica entre la capa de grafeno y la superficie de los substratos de cobre y de oro. Este tipo de estudios son de especial relevancia de cara a las posibles aplicaciones del grafeno en las que éste podría ser combinado con diferentes materiales que podrían afectar a sus propiedades.

Los resultados obtenidos revelan una débil interacción entre el grafeno y las superficies de cobre y de oro; interacción que resulta ser particularmente débil en el caso del oro, donde se ha observado que no hay una transferencia apreciable de electrones entre el grafeno y el metal. De este modo, la capa de grafeno crecida sobre un substrato de oro podría ser, hasta la fecha, el sistema grafeno-metal que presenta una menor interacción mutua.

El grafeno es un material de reciente innovación que consiste en una lámina de carbono de un átomo de espeso,  en la que los átomos se ordenan en una estructura tipo panal de abeja. Como consecuencia de esta estructura bidimensional tan particular, el grafeno presenta unas sorprendentes propiedades mecánicas y electrónicas que le convierten en un potencial candidato a ser integrado en futuros dispositivos electrónicos.

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Acerca de A. Arrieta

Físico egresado de la Universidad de Córdoba con sede en la Ciudad de Montería. Magister en Física de la Universidad Nacional de Colombia con sede en la ciudad de Medellín. Docente del Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM) y docente adscrito a la Secretaría de Educación de Medellín. "Amarrar el conocimiento no te hace más sabio, en cambio compartirlo te hace más útil a la sociedad, trascender y no morir para siempre"
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