Nuevos hallazgos de investigación sobre el grafeno

Los materiales bidimensionales prometen avances revolucionarios en electrónica y fotónica, pero muchos de los candidatos más prometedores se degradan a los pocos segundos de exposición al aire, lo que los hace prácticamente inadecuados para la investigación o la integración en tecnologías prácticas. Los dihaluros de metales de transición son una clase de materiales muy atractiva pero desafiante; sus propiedades previstas son muy adecuadas para dispositivos de próxima generación, pero su extremadamente alta reactividad en el aire dificulta incluso la caracterización de su estructura fundamental.

Investigadores del Instituto Nacional de Grafeno de la Universidad de Manchester han logrado, por primera vez, imágenes con resolución atómica de diyoduros de metales de transición monocapa mediante la creación de muestras TEM selladas con grafeno que evitan que estos materiales altamente reactivos se degraden al entrar en contacto con el aire.

Esta investigación, publicada en ACS Nano, demuestra que encapsular completamente los cristales dentro del grafeno mantiene las interfaces atómicamente limpias y extiende su vida útil de segundos a meses.

Esta capacidad surge de una mejora en el método de transferencia de sellos inorgánicos previamente desarrollado e informado por el equipo en *Nature Electronics*, que sienta las bases para producir muestras estables y selladas.

"Al principio, manipular estos materiales era casi imposible porque se destruirían por completo a los pocos segundos de exposición al aire, lo que hacía que los métodos de preparación tradicionales simplemente fueran inutilizables", explicó el Dr. Wendong Wang, que participó en el desarrollo de la tecnología de transferencia y en la preparación de las muestras relevantes. "Nuestro método protege las muestras sin pasos de transferencia innecesarios. Permite la preparación de muestras que pueden conservarse no sólo durante horas sino también durante meses, y pueden transferirse internacionalmente entre diferentes instituciones, solucionando un importante cuello de botella en el campo de la investigación de materiales bidimensionales".

"Una vez que pudimos preparar muestras estables, pudimos hacer algunas observaciones interesantes sobre estos materiales, incluida la identificación de extensas variaciones estructurales locales, dinámica de defectos atómicos y evolución de la estructura de los bordes en las muestras más delgadas", dijo el Dr. Gareth Teton, quien dirigió el análisis y las imágenes de microscopía electrónica de transmisión para este trabajo.

Imagen de la Universidad de Manchester.

"La estructura de los materiales bidimensionales está estrechamente relacionada con sus propiedades. Por lo tanto, se espera que poder observar directamente las estructuras de diferentes cristales (desde monocapas hasta espesores masivos) y su comportamiento de defectos proporcione información para futuras investigaciones sobre estos materiales, desbloqueando así su potencial en el campo tecnológico".

"Lo que más me entusiasma es que esta investigación abre áreas científicas que antes eran inaccesibles. Teóricamente sabemos que muchos materiales bidimensionales activos tienen un rendimiento excepcional en electrónica, optoelectrónica y aplicaciones cuánticas, pero no hemos podido obtener muestras estables en el laboratorio para verificar estas predicciones", comentó el profesor Roman Gorbachev del Instituto Nacional de Grafeno, quien dirigió la investigación.