Grafene, gli scienziati scoprono una nuova proprietà del materiale

Un team di scienziati ha trasformato fiocchi di grafene appositamente preparati in isolanti o in superconduttori applicando una tensione elettrica. Questa tecnica funziona anche localmente, ovvero nelle stesse zone di fiocchi di grafene possono esserne realizzate altre con proprietà fisiche completamente diverse, se non addirittura opposte. La produzione di componenti elettronici moderni, infatti, richiede materiali con proprietà molto diverse. Esistono isolatori, ad esempio, che non conducono corrente elettrica e superconduttori che la trasportano senza perdite. Per ottenere una particolare funzionalità di un componente di solito è necessario unire più di questi materiali insieme. Ed il grafene sembra essere un materiale adatto a ciò.

Il nuovo campo di utilizzo del grafene

Un team di ricercatori dell’ETH di Zurigo è riuscito a far sì che un materiale si comporti alternativamente come isolante o come superconduttore, o addirittura come entrambi in posizioni diverse, semplicemente applicando una tensione elettrica. I ricercatori dell’ETH sono riusciti a produrre una giunzione Josephson all’interno dei fiocchi di grafene ritorti dall’angolo magico utilizzando tensioni diverse applicate ai tre elettrodi e anche a misurarne le proprietà. “Ora che anche questo ha funzionato, possiamo provare a utilizzare dispositivi più complessi come gli SQUID”, afferma De Vries, autore principale dello studio.

Negli SQUID (“dispositivo di interferenza quantistica superconduttiva”) due giunzioni Josephson sono collegate per formare un anello. Le applicazioni pratiche di tali dispositivi includono misurazioni di minuscoli campi magnetici, ma anche tecnologie moderne come i computer quantistici. Per i possibili utilizzi nei computer quantistici, un aspetto interessante è che con l’aiuto degli elettrodi i fiocchi di grafene possono essere trasformati non solo in isolanti e superconduttori, ma anche in magneti o cosiddetti isolanti topologici, in cui la corrente può fluire solo in uno direzione lungo il bordo del materiale. Questo potrebbe essere sfruttato per realizzare diversi tipi di bit quantistici (qubit) in un unico dispositivo.