Imatges fetes d'electrons relativistes, atrapats en punts quàntics de grafè

Un equip d'investigadors de la Universitat de Califòrnia, el MIT, el Laboratori Nacional Lawrence Berkeley i l'Institut Nacional de Ciències dels Materials del Japó han creat imatges d'electrons relativistes atrapats en punts quàntics grafè.

En el seu article publicat a la revista Nature Physics l'equip descriu com van arribar a aquesta gesta i on planegen portar el seu treball en el futur.
Com que les úniques propietats del grafè continuen desenvolupant-se, els científics busquen noves formes d'aprofitar-los i fer-ne ús. Un d'aquests usos podria ser el de controlar els electrons per permetre el seu ús en dispositius nano-escala, el que també podria conduir inadvertidament a una comprensió més profunda de fermions de Dirac. En aquest nou esforç, els investigadors han fet progressos en aquesta zona mitjançant l'elaboració d'un mitjà per capturar i mantenir els electrons i per crear imatges del resultat.

L'obtenció d'imatges de formes d'ona d'electrons, fins ara ha estat particularment difícil, pràcticament tots els mètodes existents han donat com a resultat massa defectes. Per aconseguir al voltant d'aquest tipus de problemes, els investigadors van prendre un altre enfocament per capturar els electrons. Ells van crear primeres unions pn circulars mitjançant l'enviament de tensió a través de la punta d'un microscopi d'efecte túnel a una mostra de grafè. Alhora, també aplica tensió a un bloc de silici per sota de la peça de grafè, que es mantenen separades per una capa de silici-òxid i un floc de nitrur de bor. Fent, d'aquesta manera, que els defectes causats en el nitrur de bor per ionitzar, resultin en càrrecs que migren al grafè.

Per crear imatges d'aquests càrrecs, els investigadors van col·locar una punta d'efecte túnel microscopi just per sobre de la superfície del punt quàntic, el que va permetre mesurar l'efecte túnel actual de moviment de la punta a diferents llocs permesos per prendre múltiples mesuraments, que quan es pren en conjunt van permetre la creació una imatge.
Amb el nou mètode, l'equip suggereix que podria ser utilitzat com a base per als sistemes que són més complicats, com ara aquells amb múltiples punts quàntics en desenvolupament. Ells juntament planegen investigar l'ús de la seva tècnica amb mostres de grafè bicapa, que contenen molts més portadors de càrrega de Dirac per veure si reflecteixen quan xoquen amb la barrera d'unió pn en la forma esperada.

Font: PHYSOrg