Graphene Kagome: non è arte giapponese, ma scienza e promette proprietà inedite

I fisici dell’Università di Basilea, in Svizzera, hanno prodotto un composto di grafene costituito da atomi di carbonio e un piccolo numero di atomi di azoto, in una configurazione a griglia regolare di esagoni e triangoli. La “grafene kagome” si comporta come un semiconduttore. I calcoli teorici suggeriscono che il composto deve avere proprietà completamente diverse dal grafene ordinario.

Il grafene Kagome è costituito da uno schema regolare di esagoni e triangoli equilateri circostanti. Il nome “kagome” deriva dal giapponese e si riferisce all’antica arte giapponese di tessere il kagome, secondo la quale i cesti venivano tessuti nel motivo citato.

I ricercatori dell’università svizzera hanno studiato per la prima volta questo tipo di grafene e le misurazioni hanno fornito risultati promettenti che indicano proprietà elettriche o magnetiche insolite.

Come si produce questo tipo particolare di grafene

Per produrre questo tipo di grafene, il team ha applicato un precursore a un substrato d’argento mediante deposizione di vapore e lo ha riscaldato per formare un intermedio organometallico sulla superficie del metallo. Il successivo riscaldamento ha prodotto il grafene kagome, composto esclusivamente da atomi di carbonio e azoto.

Con l’aiuto di un microscopio, gli scienziati sono stati in grado di studiare le proprietà strutturali ed elettroniche della rete kagome. Il team ha quindi osservato che gli elettroni di un’energia definita, che viene selezionata applicando una tensione elettrica, sono “intrappolati” tra i triangoli che appaiono nella struttura cristallina del grafene kagome. Questo comportamento distingue il materiale da quello convenzionale, dove gli elettroni sono distribuiti in vari stati energetici nella rete.

“La posizione osservata nel grafene kagome è esattamente quello che stavamo cercando“, ha commentato Ernst Meyer, il team leader. “Il fenomeno provoca forti interazioni tra gli elettroni e, a loro volta, queste interazioni forniscono la base per fenomeni insoliti, come la guida senza resistenza“.

Le analisi hanno anche rivelato che il grafene kagome ha proprietà semiconduttrici, cioè le sue proprietà conduttive possono essere attivate o disattivate, come con un transistor. Il grafene kagome differisce in modo significativo dal grafene, la cui conduttività non può essere attivata e disattivata così facilmente.