Nuovi studi sul grafene, il materiale del futuro

Da quando venne sintetizzato per la prima volta in laboratorio dai due fisici dell'Università di Manchester, Andre Geim e Kurt Novoselov nel 2004, il grafene - materiale composto da un singolo piano di atomi di carbonio - è diventato uno dei candidati più promettenti per applicazioni futuristiche nel campo della nanoelettronica e non solo. Le sue proprietà senza precedenti, a partire dall'elevata mobilità dei portatori, hanno reso possibile lo sviluppo di tecniche di sintesi che hanno portato, ad esempio, alla fabbricazione di nano strisce di grafene (strisce di larghezza nanometrica,vedi figura) per interconnessioni di nuova generazione e nano-transistor: questi sistemi mostrano proprietà di trasporto di notevole interesse, in quanto la struttura elettronica tipica del grafene si combina con il confinamento dei portatori di cari- ca nella direzione laterale, dando origine a un sistema quasi unidimensionale. Uno studio teorico a livello atomistico delle proprietà elettroniche e di trasporto su larga scala di nanostrisce di grafene è stato condotto da studiosi del Centro Coherentia del CNR di Napoli: uno dei risultati più rilevanti riguarda la possibilità di realizzare una valvola di spin, cioè un dispositivo che consenta il trasporto selettivo di elettroni con un definito spin in nanostrisce con definita orientazione cristallografica. Il meccanismo suggerito si basa sull'introduzione controllata di difetti tramite idrogenazione o esposizione a fasci ionici o elettronici, tale da indurre un'asimmetria nel trasporto quantistico di elettroni con spin opposti. Questo disordine (inteso come distribuzione casuale di difetti all'interno della struttura) e l'interazione con specie chimiche opportune (o funzionalizzazione) sono strumenti importanti per modificare in modo desiderato le proprietà di tale straordinario materiale.

Autori: G. Cantele, Y.S. Lee, N. Domenico e N. Marzari, Spin Channels in Functionalized Graphene Nanoribbons

Titolo: Spin Channels in Functionalized Graphene Nanoribbons

Rivista: Nano Letters

Anno: 2009

Riferimenti bibliografici: Vol. 9, No. 10, 2009 3429