Los investigadores han caracterizado completamente los nanocintas de grafeno (GNR) con una ruta clara hacia la ampliación de la producción. Hojas bidimensionales de grafeno en forma de cintas, unas decenas de nanómetros a través de tienen propiedades únicas que son muy interesantes para su uso en el futuro de la electrónica.

Los nanocintas se cultivaron en una plantilla hecha de carburo de silicio en condiciones bien controladas y se caracterizan por un equipo de investigación del Laboratorio MAX IV, Techniche Universität Chemnitz, Leibniz Universität Hannover y Linköping University. La plantilla tiene crestas que se ejecutan en dos direcciones cristalográficas diferentes para permitir que se formen las variedades de nanoribbons de grafeno del sillón y zig-zag. El resultado es un crecimiento predecible de nanocintas de grafeno de alta calidad que tienen una homogeneidad en una escala milimétrica y una estructura de borde bien controlada.

El equipo explica que el grafeno en forma de nanocintas muestra el llamado transporte balístico, lo que significa que el material no se calienta cuando una corriente fluye a través de él. Esto abre un camino interesante hacia la nanoelectrónica de alta velocidad y baja potencia. La forma de nanoribbon también puede hacer que el grafeno se comporte más como un semiconductor. Las propiedades de los nanocintas de grafeno están estrechamente relacionadas con la estructura precisa de los bordes de la cinta. Además, la simetría de la estructura de grafeno permite que los bordes adopten dos configuraciones diferentes, denominadas zigzag y sillón, según la dirección del borde corto respectivo y largo de la cinta.

Uno de los nuevos hallazgos es que los investigadores pudieron mostrar el transporte balístico en la mayor parte del nanoribbon. Esto fue posible debido a los extremadamente difíciles experimentos de cuatro sondas realizadas en una escala de longitud inferior a 100 nm por el grupo en Chemnitz, dice Alexei Zakharov, uno de los autores.

La caracterización eléctrica también muestra que la resistencia es muchas veces más alta en la configuración del sillón de la cinta, en oposición a la forma de zigzag de menor resistencia obtenida. Esto sugiere una posible brecha de banda que se abre en los nanocintas del sillón, haciéndolos semiconductores. El proceso utilizado para preparar la plantilla para el crecimiento de nanoribones es fácilmente escalable. Esto significa que funcionaría bien para el desarrollo en la producción a gran escala de nanocintas de grafeno necesarias para que sean un buen candidato para un futuro material en la industria electrónica.