Italiani creano grafene artificiale meglio dell'originale
Scritto da Infm-Cnr   
Giovedì 16 Luglio 2009 14:57
Lo hanno ideato al laboratorio Nest dell'Istituto nazionale per la fisica della materia del Consiglio nazionale delle ricerche (Infm-Cnr) e Scuola Normale Superiore di Pisa e poi lo hanno 'scolpito' come un'opera d'arte in un semiconduttore all'arseniuro di gallio. E lo hanno battezzato 'grafene artificiale', il primo mai realizzato, pronto a solleticare gli appetiti di industria e ricerca, e la fantasia degli appassionati di elettronica per i prodotti che a breve potrebbe rendere disponibili. Perche' questa copia d'autore promette all'industria accesso alle incredibili proprieta' del grafene, e quindi una via per superare i limiti oramai prossimi del silicio. Un risultato eccezionale di Marco Gibertini, Achintya Singha, Marco Polini e Vittorio Pellegrini, dell'Infm-Cnr e Scuola Normale Superiore di Pisa, con Giovanni Vignale (University of Missouri), Aron Pinczuk (Columbia University) e Loren Pfeiffer e Ken West (Bell Labs di Alcatel-Lucent).
Il grafene naturale e' un materiale curioso e elusivo. Realizzato per la prima volta nel 2004, ha una particolare struttura che gli conferisce delle proprieta' elettroniche davvero notevoli. E' costituito di un singolo strato di atomi, tutti di carbonio e legati tra loro esagonalmente a nido d'ape, e somiglia quindi a una specie di sottilissimo velo atomico. Ma proprio questa disposizione consente agli elettroni di muoversi al suo interno con estrema mobilita': in questo micromondo bidimensionale infatti, gli elettroni riescono a viaggiare a velocita' altissime, spostandosi come particelle del tutto prive di massa. Proprieta' che nel linguaggio dell'industria si traduce in dispositivi elettronici sempre piu' efficienti candidati a sostituire quelli a base di silicio. O meglio, si tradurra' in futuro: ad oggi infatti, produrre grafene in quantita' e in modo riproducibile non e' possibile.
Se l'originale e' cosi' appetibile, ma ancora lontano da soddisfare la scalabilita' richiesta dall'industria, perche' non crearne una copia in un materiale correntemente usato nell'industria elettronica, facilmente lavorabile e scalabile? E' questa l'idea dei ricercatori, che hanno pensato di ottenere grafene 'artificiale' replicando la famosa struttura geometrica degli atomi dell'originale nel semiconduttore all'arseniuro di gallio usato per fare transistor veloci o laser. Per creare cosi' un semiconduttore fuori dal comune, che alle precedenti sue proprieta' associa quelle straordinarie del grafene. E al Nest ci sono riusciti: scavando la superficie del semiconduttore con un raggio di ioni, hanno creato su di essa una nanoscultura che per forma e' indistinguibile dal grafene originale. Con un risultato da lasciare a bocca aperta, perche' questo semiconduttore cosi' lavorato si comporta davvero come il famoso materiale che imita. E senza dimenticare che questo lavoro di cesello e' stato inoltre realizzato con apparecchiature che sono comunemente usate nella nanofabbricazione anche a livello industriale.
''Siamo davvero felici – ha commentato Vittorio Pellegrini e Marco Polini del Nest – di essere stati i primi ad aver realizzato il grafene artificiale. Questo settore di ricerca e' cosi' strategico che la competizione e' senza esclusione di colpi. Noi crediamo che questa 'copia artificiale' gia' inserita in un semiconduttore, cioe' proprio nel posto in cui la vuole l'industria, possa rendere le straordinarie proprieta' del grafene piu' accessibili e quindi favorirne lo sfruttamento da parte dell'industria. Aver conseguito questo risultato ci permette di essere tra i primi a sfruttarne le possibili ricadute applicative''.

 












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