Pesquisadores do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia do Japão (JAIST) mediram com sucesso a curva de corrente-voltagem de nanofitas de grafeno (GNRs) que estavam suspensas entre dois eletrodos. As medições foram realizadas por meio de microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados revelaram que, em contraste com as descobertas de relatórios anteriores, a condutância elétrica de GNRs com uma estrutura de borda em zigue-zague (GNRs em zigue-zague) aumentou abruptamente acima da tensão de polarização crítica. Esse achado é digno de nota porque a mudança abrupta nesses GNRs pode ser aplicada a dispositivos de comutação, que são os menores dispositivos do mundo.

A estrutura elétrica dos GNRs tem sido sistematicamente investigada por meio de cálculos teóricos. Estudos relataram que os GNRs em zigue-zague e poltrona exibem comportamento semicondutor abaixo de vários nm de largura, embora a origem da lacuna de energia seja diferente. Por outro lado, as propriedades de transporte elétrico raramente foram calculadas devido aos cálculos de não equilíbrio exigidos. Em 2009, Nikolić et al. previu que aumentos bruscos na condutância elétrica ocorreriam para GNRs em zigue-zague extremamente finos e curtos, já que a transição de fase isolante magnético-metal não magnético ocorre acima de uma certa tensão de polarização [Phys. Rev.B 79, 205430 (2009)]. Os resultados experimentais obtidos correspondem de perto aos resultados deste cálculo de não equilíbrio.

Uma equipe de pesquisa liderada pela Sra. Chumeng Liu, O professor Yoshifumi Oshima e o professor associado Xiaobin Zhang (agora do Shibaura Institute of Technology) desenvolveram um suporte especial para TEM in situ e um dispositivo GNR para observação TEM. Esta combinação visa esclarecer a relação entre a estrutura de borda de GNRs e as propriedades de transporte elétrico. Sra. Liu, estudante de doutorado na JAIST, disse, "O processo de fabricação do nosso dispositivo GNR é muito mais difícil do que o convencional porque precisamos fazer GNR muito estreito que deve ser suspenso de forma estável entre os dois eletrodos."

Ela revisou a literatura focada no processo de fabricação de dispositivos GNR e verificou seu processo a caminho de estabelecer seu método de fabricação original. Assoc. O Prof. Zhang disse:"Ficamos muito felizes em ver que a curva I – V obviamente mudou ao mudar a estrutura da borda para ziguezague. Suponho que encontramos novas possibilidades para nanofitas de grafeno." A equipe realizou com sucesso a observação TEM in situ de GNRs extremamente estreitos, e planejam continuar identificando propriedades de transporte elétrico que são sensíveis à estrutura de borda dessas GNRs.