Un equipo de físicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha descubierto la formación de estructuras cristalinas por parte de electrones en un material de grosor nanométrico. Este hallazgo amplía la comprensión de los comportamientos electrónicos en materiales bidimensionales y abre nuevas posibilidades en el campo de la física de materiales.?
El material en cuestión es el grafeno romboédrico pentacapa, compuesto por cinco capas de átomos de carbono dispuestas en una estructura específica. Anteriormente, este equipo había investigado las propiedades únicas de este material, pero en su estudio más reciente, publicado en la revista Nature, han observado que, al aplicar ciertos voltajes y mantener el sistema a temperaturas extremadamente bajas, los electrones se organizan en patrones cristalinos.?
Para lograr estas observaciones, los investigadores desarrollaron filtros personalizados que permitieron enfriar los dispositivos a temperaturas de aproximadamente 30 milikelvin, mucho más bajas que en estudios anteriores. Este enfriamiento extremo fue crucial para detectar los nuevos estados electrónicos y las formaciones cristalinas de los electrones.?
Además de la formación de cristales electrónicos, el equipo identificó dos nuevos estados electrónicos. Estos se suman a descubrimientos previos donde se demostró que los electrones podían dividirse en fracciones de sí mismos en este material sin necesidad de aplicar un campo magnético externo, fenómeno conocido como "efecto Hall cuántico fraccionario anómalo".?
El profesor Long Ju, líder del estudio, destacó la versatilidad del grafeno romboédrico pentacapa y su variante de cuatro capas, señalando que ambos materiales exhiben comportamientos electrónicos exóticos. Esto sugiere la existencia de una familia de materiales con propiedades similares, lo que podría tener implicaciones significativas en el desarrollo de dispositivos electrónicos avanzados.?
Este avance no solo profundiza en la comprensión fundamental de la física de materiales bidimensionales, sino que también podría influir en el diseño de nuevas tecnologías electrónicas y cuánticas. La capacidad de manipular y controlar estados electrónicos específicos en materiales ultradelgados abre la puerta a innovaciones en áreas como la computación cuántica, sensores de alta precisión y dispositivos electrónicos más eficientes.?
El estudio contó con la colaboración de investigadores del MIT y del Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón. El trabajo fue financiado por diversas instituciones, incluyendo el Departamento de Energía de los Estados Unidos y la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia.?