Desarrollan un nuevo sensor de heterounión de nanoribones de grafeno de precisión atómica
Un nuevo sensor muy sensible a los átomos y las moléculas
Las heterouniones de los nanorribones de grafeno tienen apenas un nanómetro de ancho. El grafeno está formado por una sola capa de átomos de carbono y se considera el material más fino del mundo. En 2010, los investigadores de Manchester consiguieron fabricar por primera vez capas de grafeno de un solo átomo, por lo que obtuvieron el Premio Nobel. Las heterouniones de nanoribones de grafeno utilizadas para fabricar el sensor tienen cada una siete y catorce átomos de carbono de ancho y unos 50 nanómetros de largo. Lo que las hace especiales es que sus bordes no tienen defectos. Por eso se les llama nanoribones "atómicamente precisos", explicó el Dr. Boris Senkovskiy, del Instituto de Física Experimental. Los investigadores conectaron varias de estas heterouniones de nanorribones en sus extremos cortos, creando así heteroestructuras más complejas que actúan como barreras de tunelización.
Las heteroestructuras se investigaron mediante fotoemisión resuelta en ángulo, espectroscopia óptica y microscopía de túnel de barrido. En el siguiente paso, las heteroestructuras generadas se integraron en un dispositivo electrónico. La corriente eléctrica que fluye a través de la heteroestructura de nanorbono se rige por el efecto mecánico cuántico de tunelización. Esto significa que, en determinadas condiciones, los electrones pueden superar las barreras energéticas existentes en los átomos mediante un "túnel", de modo que entonces fluye una corriente aunque la barrera sea mayor que la energía disponible del electrón.
Los investigadores construyeron un novedoso sensor de adsorción de átomos y moléculas a partir de la heteroestructura de nanorribones. La corriente de túnel que atraviesa la heteroestructura es especialmente sensible a los adsorbidos que se acumulan en las superficies. Es decir, la intensidad de la corriente cambia cuando los átomos o moléculas, como los de los gases, se acumulan en la superficie del sensor. El prototipo de sensor que hemos construido tiene unas propiedades excelentes. Entre otras cosas, es especialmente sensible y puede utilizarse para medir incluso las cantidades más pequeñas de adsorbatos", afirma el profesor Dr. Alexander Grüneis, jefe de un grupo de investigación del Instituto de Física Experimental.
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