Investigadores de la USAL desvelan claves del grafeno para el diseño de dispositivos más eficientes

Un consorcio de investigadores de la Universidad de Salamanca (USAL) y la Universidad Complutense de Madrid (UCM), en colaboración con el Instituto Nacional de Ciencia de Materiales de Japón (NIMS), ha logrado reproducir de manera novedosa el efecto de conducción superbalística en grafeno, un fenómeno que permite la reducción de la resistencia eléctrica al aumentar la temperatura.

Este hallazgo, publicado en la revista Physical Review X, representa un avance significativo en la investigación y diseño de dispositivos energéticamente eficientes. El efecto de conducción superbalística, que implica el transporte hidrodinámico de electrones, fue propuesto teóricamente hace más de 60 años, pero solo recientemente se ha logrado reproducir experimentalmente en grafeno.

El equipo de investigadores, liderado por Enrique Diez, catedrático del Departamento de Física Fundamental de la USAL, ha encontrado una forma novedosa de alcanzar el régimen hidrodinámico, utilizando una red de agujeros en el grafeno. Esta técnica permite inducir un movimiento turbulento de los electrones, similar al flujo de un fluido viscoso, lo que reduce la resistencia eléctrica y permite la conducción de grandes corrientes eléctricas con menores pérdidas de energía.

"Las excepcionales propiedades del grafeno, combinadas con las constricciones, inducen un efecto parecido al que ocurre en una autopista de varios carriles cuando se pasa de repente a un solo carril, lo que provoca sin duda un tráfico denso y turbulento", explica Diez.

El estudio ha revelado efectos inesperados, como un efecto superbalístico regulado por el campo magnético externo, que requerirá de futuras investigaciones. Además, la observación del régimen hidrodinámico en superredes de agujeros en grafeno abre un amplio campo para optimizar este tipo de dispositivos y facilitar su aplicación en la vida cotidiana.

El grafeno, un material bidimensional con propiedades únicas, ha sido clave en este avance. "Es biocompatible, es tuneable, podemos hacer que tenga la densidad de electrones que queramos. Podemos acoplar dos capas de grafeno y generar superconductores o aislantes. Podemos acoplarlo con otros materiales 2D, es un lego", destaca Mario Amado, director de la investigación en la USAL.

A pesar de los avances, la fabricación masiva y a bajo costo del grafeno sigue siendo un desafío. Sin embargo, este hallazgo representa un paso importante hacia el desarrollo de dispositivos electrónicos más eficientes y sostenibles.