Los átomos de gases nobles confinados entre capas de grafeno ofrecen nuevas posibilidades para la tecnología cuántica y la física de la materia condensada. Por primera vez, los investigadores han estabilizado con éxito y obtenido imágenes directas de pequeños grupos de átomos de gases nobles a temperatura ambiente. Este avance ofrece nuevas oportunidades para la investigación básica en el campo de la física de la materia condensada y las posibles aplicaciones de la tecnología de la información cuántica.
Los científicos de la Universidad de Viena, en colaboración con colegas de la Universidad de Helsinki, lograron este avance, cuya clave fue el confinamiento de átomos de gas noble entre dos capas de grafeno. Este método supera el problema de que los gases inertes no pueden formar estructuras estables en condiciones experimentales de temperatura normal. Los detalles del método y las primeras imágenes de microscopía electrónica de las estructuras de los gases nobles (criptón y xenón) se han publicado en Nature Materials.
trampa de gases nobles
El grupo de investigación de Jani Kotakoski en la Universidad de Viena estaba estudiando cómo utilizar la irradiación de iones para cambiar las propiedades del grafeno y otros materiales bidimensionales cuando descubrieron algo inusual: cuando se irradiaban con un gas noble, quedaban atrapados entre dos láminas de grafeno.
Esto sucede cuando los iones del gas noble son lo suficientemente rápidos como para atravesar la primera capa de grafeno pero no la segunda capa. Una vez atrapado entre las dos capas de grafeno, el gas noble puede moverse libremente. Esto se debe a que no forman enlaces químicos. Sin embargo, para acomodar los átomos de los gases nobles, el grafeno se dobla para formar pequeñas bolsas. Aquí, dos o más átomos de gases nobles pueden encontrarse y formar nanoclusters de gases nobles bidimensionales, densos y regulares.
Diversión con el microscopio
"Usamos microscopía electrónica de transmisión de barrido para observar estos grupos, y fueron realmente fascinantes y muy interesantes. Cuando los tomamos imágenes, rotaron, saltaron, crecieron y se redujeron", dice Manuel Längle, primer autor del estudio. "Obtener los átomos de las capas intermedias fue la parte más difícil del trabajo. Ahora que lo hemos hecho, tenemos un sistema simple para estudiar los procesos fundamentales relacionados con el crecimiento y el comportamiento de los materiales".
Respecto al trabajo futuro del equipo de investigación, Jani Kotakoski dijo: "El siguiente paso es estudiar las características de los cúmulos que contienen diferentes gases nobles y su comportamiento a bajas y altas temperaturas. Gracias a la aplicación de gases nobles en fuentes de luz y láseres, estas nuevas estructuras pueden usarse en campos como la tecnología de la información cuántica en el futuro".
Compilado de /ScitechDaily