{"id":90253,"date":"2011-06-01T00:00:00","date_gmt":"2011-06-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2011\/06\/01\/el-grafeno-en-la-nueva-electronica\/"},"modified":"2017-02-20T16:59:45","modified_gmt":"2017-02-20T19:59:45","slug":"el-grafeno-en-la-nueva-electronica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/el-grafeno-en-la-nueva-electronica\/","title":{"rendered":"El grafeno en la nueva electr\u00f3nica"},"content":{"rendered":"
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Universidad de Manchester<\/span>L\u00e1minas de grafeno: delgado y duroUniversidad de Manchester<\/span><\/p><\/div>\n

El grafeno, una l\u00e1mina de carbono de un solo \u00e1tomo de espesor y dotada de una estructura hexagonal, es una de las esperanzas para el desarrollo de una nueva electr\u00f3nica, la espintr\u00f3nica, que podr\u00e1 desembocar en el surgimiento de computadoras cu\u00e1nticas, menores a\u00fan y m\u00e1s r\u00e1pidas. En ese nuevo mundo, la informaci\u00f3n magn\u00e9tica no ser\u00eda transmitida solamente por la corriente el\u00e9ctrica, tal como sucede en los ordenadores actuales, sino fundamentalmente mediante otra propiedad de los electrones: su esp\u00edn. Como solamente existen dos valores posibles para el esp\u00edn, ese estado del electr\u00f3n puede ser \u00fatil para almacenar y propagar datos bajo la forma de bits. Pero la se\u00f1al generada por la corriente de esp\u00edn es extremadamente d\u00e9bil y tiende a propagarse en todas las direcciones, dos caracter\u00edsticas que dificultan su control y su detecci\u00f3n. De acuerdo con un trabajo reciente de f\u00edsicos te\u00f3ricos brasile\u00f1os, estos obst\u00e1culos aparentemente pueden sortearse en el grafeno, un aspirante a ocupar el lugar del silicio en los circuitos integrados del futuro: el esp\u00edn de sus electrones puede amplificarse y controlarse mediante un mecanismo que funciona como una lente, lo que genera la posibilidad de emplear el material como un nanotransistor cu\u00e1ntico.<\/p>\n

Probamos matem\u00e1ticamente que el grafeno puede actuar como una lente y\u00a0 reorientar la corriente de esp\u00edn de una fuente magn\u00e9tica hacia una determinada regi\u00f3n en donde est\u00e1 ubicada una unidad receptora, dice el f\u00edsico brasile\u00f1o Mauro Ferreira, del Trinity College, de Dublin, quien particip\u00f3 en el estudio, publicado en la edici\u00f3n de mayo del Journal of Physics: Condensed Matter, junto con colegas de la Universidad Federal Fluminense (UFF). De esta manera, una parte de la informaci\u00f3n que se perder\u00eda puede recatarse. Nada de eso se ha concretado a\u00fan en laboratorio, son solamente borradores de trabajos te\u00f3ricos.<\/p>\n

Tras una serie de c\u00e1lculos, los investigadores afirman que el grafeno, un material m\u00e1s resistente que el acero y mejor conductor de la electricidad que el cobre, puede comportarse como un transistor de esp\u00edn cuando se lo expone a ciertas condiciones. Este art\u00edculo es el tercero del grupo de f\u00edsicos que explora te\u00f3ricamente las posibilidades de utilizaci\u00f3n de nanotubos de carbono y del grafeno en la espintr\u00f3nica. Los dos estudios anteriores salieron publicados el a\u00f1o pasado en Physical Review B.<\/p>\n

Para transformar el esp\u00edn del grafeno en un medio capaz de transmitir informaci\u00f3n en un sistema cu\u00e1ntico, los brasile\u00f1os trabajaron con un escenario bastante particular. La creaci\u00f3n de una corriente de esp\u00edn se simul\u00f3 mediante la inserci\u00f3n de un objeto magn\u00e9tico en la arquitectura at\u00f3mica en forma de colmena del grafeno, compuesta \u00fanicamente por carbonos. Imag\u00ednese un peque\u00f1o im\u00e1n en movimiento rotativo en una l\u00e1mina de grafeno, compara Ferreira. La presencia de este objeto extra\u00f1o har\u00eda que el esp\u00edn de los electrones de carbono vibre sucesivamente de la misma manera. La vibraci\u00f3n del esp\u00edn de un electr\u00f3n se transmitir\u00eda entonces a su vecino y as\u00ed sucesivamente. El problema es que una corriente de esp\u00edn se propaga sin control en todas las direcciones del grafeno. Al igual que las ondas que crea una piedra arrojada a un lago, esta corriente se vuelve m\u00e1s d\u00e9bil a medida que se aleja de su origen, dice el investigador<\/p>\n

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Universidad de Manchester<\/span>La estructura hexagonal del material: solamente \u00e1tomos de carbonoUniversidad de Manchester<\/span><\/p><\/div>\n

Peque\u00f1a p\u00e9rdida de energ\u00eda
\n<\/strong>El siguiente paso de la simulaci\u00f3n consisti\u00f3 en dividir la l\u00e1mina de grafeno en dos partes y alterar la densidad de la carga el\u00e9ctrica de una de ellas. Este procedimiento generar\u00eda en ese segmento del grafeno un potencial de puerta, un camino hacia donde la corriente de esp\u00edn se dirigir\u00eda y a trav\u00e9s del cual se propagar\u00eda por el material. La corriente de esp\u00edn no disipa calor en el grafeno y la p\u00e9rdida de energ\u00eda en un sistema as\u00ed ser\u00eda m\u00ednima. Un dispositivo que funcionase a trav\u00e9s de esta corriente consumir\u00eda poqu\u00edsima energ\u00eda, afirma el f\u00edsico Roberto Bechara Muniz, de la UFF, otro autor del trabajo. Adem\u00e1s de canalizar la corriente de esp\u00edn hacia una regi\u00f3n espec\u00edfica del grafeno, y de ese modo amplificar su se\u00f1al, la creaci\u00f3n de la puerta funcionar\u00eda como una llave para encender y apagar el transistor.<\/p>\n

Permitir\u00eda frenar o habilitar el paso de la corriente de esp\u00edn. Nuestro trabajo es tan s\u00f3lo un peque\u00f1o aporte en esta cuesti\u00f3n, pero demuestra que es posible controlar la corriente de esp\u00edn en el grafeno, dice Muniz. Jos\u00e9 Carlos Egues, del Instituto de F\u00edsica de S\u00e3o Carlos de la Universidad de S\u00e3o Paulo, experto en espintr\u00f3nica, quien no tom\u00f3 parte en los trabajos de Ferreira y\u00a0 Muniz, considera que los resultados son interesantes, pero sumamente preliminares. Se requieren m\u00e1s estudios para explorar la factibilidad de la propuesta y su relevancia en lo referente a aplicaciones en espintr\u00f3nica, comenta Egues.<\/p>\n

A efectos did\u00e1cticos, se describe al esp\u00edn como el movimiento que realiza un electr\u00f3n al girar alrededor de su propio eje como un trompo. Existen dos formas de esp\u00edn: una con rotaci\u00f3n hacia arriba y otra con rotaci\u00f3n hacia abajo. A decir verdad, este fen\u00f3meno es m\u00e1s complicado que eso y un electr\u00f3n puede exhibir simult\u00e1neamente ambas variantes de esp\u00edn. En t\u00e9rminos pr\u00e1cticos, el desarrollo de una nueva electr\u00f3nica depende del pleno dominio de la corriente de esp\u00edn, como el que se tiene actualmente de la corriente el\u00e9ctrica, y de contar con medios eficaces para controlar la conversi\u00f3n de un tipo de esp\u00edn en otro.<\/p>\n

F\u00edsicos de todo el mundo han intentado crear corrientes de esp\u00edn en materiales semiconductores y tambi\u00e9n en el grafeno, un cristal bidimensional con un conjunto de propiedades singulares.<\/p>\n

En un art\u00edculo publicado en la revista cient\u00edfica estadounidense Science del 15 de abril de este a\u00f1o, Andre Geim y Konstantin Novoselov, f\u00edsicos de la Universidad de Manchester que ganaron el Nobel de F\u00edsica de 2010 por sus trabajos con grafeno, mostraron indicios de que este material puede transmitir efectivamente una corriente de esp\u00edn. Aplicaron un campo el\u00e9ctrico entre dos electrodos ubicados a una millon\u00e9sima parte de un metro de una hoja de ese material y midieron el voltaje en una regi\u00f3n situada a 10 millon\u00e9simas de metro de los electrodos. Cuando el grafeno fue expuesto a un campo magn\u00e9tico, el voltaje se elev\u00f3. Esta variaci\u00f3n, de acuerdo con los autores del estudio, es una evidencia de que existe una corriente de esp\u00edn que pasa por el grafeno.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/em>GUIMAR\u00c3ES, F.S.M. et al<\/em>. Graphene as a non-magnetic esp\u00edn current lens<\/a>. Journal of Physics: Condensed Matter<\/strong>. v. 23, n. 17. \u20284 may. 2011.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Material puede constituir la base de un nanotransistor cu\u00e1ntico","protected":false},"author":13,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304],"coauthors":[101],"class_list":["post-90253","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90253","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=90253"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/90253\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=90253"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=90253"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=90253"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=90253"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}