Cientistas do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA foram capazes de manipular com sucesso a estrutura eletrônica do grafeno, que pode permitir a fabricação de transistores de grafeno - mais rápidos e mais confiáveis ​​do que os transistores baseados em silício existentes.

Os pesquisadores foram capazes de calcular teoricamente o mecanismo pelo qual a estrutura da banda eletrônica do grafeno poderia ser modificada com átomos de metal. O trabalho orientará experimentalmente o uso do efeito em camadas de grafeno com íons de metais de terras raras "ensanduichados" (ou intercalados) entre o grafeno e seu substrato de carboneto de silício. Como os átomos de metal são magnéticos, as adições também podem modificar o uso do grafeno para a spintrônica.

"Estamos descobrindo novas e mais úteis versões do grafeno, "disse o cientista sênior do Ames Laboratory Michael C. Tringides." Descobrimos que a colocação dos metais de terras raras abaixo do grafeno, e precisamente onde eles estão localizados, nas camadas entre o grafeno e seu substrato, é fundamental para manipular as bandas e ajustar o gap. "

Grafeno, uma camada bidimensional de carbono, foi extensivamente estudado por pesquisadores em todos os lugares desde que foi produzido pela primeira vez em 2004 porque os elétrons viajam muito mais rápido ao longo de sua superfície, tornando-o um material potencial ideal para futuras tecnologias eletrônicas. Mas a incapacidade de controlar ou ajustar as propriedades exclusivas do grafeno tem sido um obstáculo para sua aplicação.

Os cálculos da Teoria Funcional da Densidade previram as configurações necessárias para demonstrar o controle da estrutura do gap. "O Laboratório Ames é muito bom em síntese de materiais, e usamos a teoria para determinar com precisão como modificar os átomos de metal, "disse Minsung Kim, um associado de pesquisa de pós-doutorado. "Nossos cálculos orientaram o posicionamento para que possamos manipular essas propriedades quânticas para que se comportem da maneira que queremos."

A pesquisa é discutida no artigo "Manipulation of Dirac cones in intercalated epitaxial graphene, "publicado no jornal Carbono .