Un grupo de la UPV/EHU participa en la creación de un novedoso material haciendo patchwork a escala nanométrica

“Es como hacer patchwork a escala nanométrica”, explica el catedrático de Física de Materiales de la UPV/EHU Ángel Rubio, director del grupo de NanoBio Espectroscopia de la UPV/EHU. Lo que ellos mismos han denominado patchwork consiste en, primero, crear piezas bidimensionales de materiales diferentes y, después, acoplarlas como en un puzle. El sistema resultante presenta unas propiedades electrónicas completamente novedosas, mezcla de las de los materiales originales. La investigación ha sido portada de la prestigiosa revista Nature Materials (Hybridized graphene: Nanoscale patchworks, en Nature Materials 9, 379 - 380 (2010)).

En concreto, para construir esas piezas bidimensionales de escala nanométrica, llamadas nanodominios, se han empleado dos materiales: nitruro de boro, un material que es aislante, y grafeno, es decir, una lámina bidimensional de átomos de carbono dispuestos en una estructura hexagonal, que es semimetálico y ofrece gran conductividad. De sintetizar estas estructuras y ensamblarlas de forma controlada se ha ocupado el grupo del profesor Pulickel M. Ajayan, de la Universidad de Rice, Houston. Al incrustar las piezas de uno y otro material se produce un cambio drástico en las propiedades del sistema resultante. Por ejemplo, dicho sistema muta de metal a aislante en función de la temperatura y la densidad y tamaño de los dominios de nitruro de boro. Por otro lado, a diferencia del grafeno que es opaco, el nitruro de boro se caracteriza por absorber y emitir luz en el ultravioleta lejano, una luz no visible, como los rayos ultravioletas del sol, pero con frecuencia un poco mayor, y ese comportamiento se traslada a toda estructura bidimensional de patchwork. El grupo de de la UPV/EHU está analizando en profundidad todas esas propiedades.

El desarrollo de estas estructuras a escala bidimensional permitirá diseñar sistemas optoelectrónicos, esto es, sistemas que combinan óptica y electrónica como pantallas de cristal líquido o sistemas de comunicación por fibra óptica, planos, así como nuevos dispositivos para nanoelectrónica molecular, materiales termoeléctricos, telecomunicaciones, láseres, etc. No menos relevantes son las nuevas posibilidades que abren estos materiales para estudiar fenómenos de física fundamental en dos dimensiones como las transiciones de fase metal-aislante, entre otras.