Wonder Material Graphene acaba de romper otro importante récord de física: ScienceAlert

El grafeno es un material especial. Entre sus muchos talentos, puede actuar como un superconductor, generar una forma extremadamente rara de magnetismo y desbloquear estados cuánticos completamente nuevos.

Ahora bien, el grafeno tiene otro mérito increíble: puede registrar niveles de magnetorresistencia sin necesidad de bajar la temperatura al cero absoluto.

La alta magnetorresistencia, la capacidad de un material para cambiar su resistencia eléctrica en respuesta a un campo magnético, es relativamente rara, pero los materiales que pueden cambiar sus propiedades de esta manera son útiles en computadoras, automóviles y equipos médicos.

El comportamiento más interesante del grafeno y, de hecho, los niveles más altos de magnetorresistencia, se observan generalmente a temperaturas ultrabajas.

En este último experimento, investigadores de la Universidad de Manchester y la Universidad de Lancaster en el Reino Unido expusieron grafeno de alto grado a campos magnéticos a temperatura ambiente y midieron su respuesta.

“Durante los últimos 10 años, la calidad electrónica de los dispositivos de grafeno ha mejorado drásticamente, y todo el mundo parece estar centrado en encontrar nuevos fenómenos de helio líquido a baja temperatura, ignorando lo que sucede en las condiciones ambientales”, dicho científico de materiales Alexey Berdyugin de la Universidad de Manchester.

“Decidimos aumentar la temperatura e inesperadamente ocurrieron una serie de fenómenos inesperados”.

Los investigadores utilizaron una forma pura y no modificada de grafeno, asegurando que solo la temperatura pudiera alterar su conductividad. El aumento de la temperatura excita las partículas cargadas dentro del material, exponiendo intersticios o “agujeros” a medida que saltan.

Bajo la influencia de los imanes permanentes estándar, el grafeno calentado exhibió una respuesta de magnetorresistencia superior al 100%, que nunca antes se había visto en ningún material, estableciendo un nuevo récord. Para poner esta respuesta en perspectiva: a temperatura ambiente y en campos magnéticos reales, la mayoría de los metales y semiconductores solo cambian su resistencia eléctrica en una fracción del 1%.

Es hasta la movilidad y el equilibrio de los electrones cargados negativamente y los huecos cargados positivamente que dejan los electrones en movimiento, dicen los investigadores.

“El grafeno sin dopar de alta calidad a temperatura ambiente ofrece la oportunidad de explorar un régimen completamente nuevo que, en principio, podría descubrirse incluso hace una década, pero de alguna manera fue ignorado por todos”. dicho físico Leonid Ponomarenko, de la Universidad de Lancaster en el Reino Unido.

“Planeamos estudiar este extraño régimen de metales y, seguramente, seguirán resultados, fenómenos y aplicaciones más interesantes”.

Hubo otro resultado de prueba interesante. A medida que aumentaba la temperatura, el grafeno inalterado se convirtió en lo que se denomina un “metal extraño”, un tipo de material que aún no comprendemos del todo.

Lo que sabemos sobre estos metales es que actúan de formas inesperadas, y ese fue el caso del grafeno aquí. En particular, la relación entre temperatura y resistencia eléctrica no funciona como en los metales normales.

Si bien no hay implicaciones inmediatas en el mundo real para la investigación, se suma significativamente a nuestra comprensión de cómo funcionan los materiales y su física, y arroja más luz sobre cuán especial y versátil es el grafeno. .

“La gente del grafeno como yo siempre ha pensado que esta mina de oro de la física debería haberse agotado hace mucho tiempo”. dicho el físico y científico de materiales Andre Geim de la Universidad de Manchester.

“El material nos demuestra continuamente que estamos equivocados, encontrando otra encarnación. Hoy tengo que admitir nuevamente que el grafeno está muerto, larga vida al grafeno”.

La investigación ha sido publicada en Naturaleza.