Il MIT trasforma la grafite della matita in “oro” elettronico: una scoperta magica nella fisica dei materiali

In un’impresa che potrebbe essere considerata magica, i fisici del MIT, guidati dal professor Long Ju, hanno compiuto un miracolo della scienza: la trasformazione della comune grafite di una matita in un materiale dal potenziale rivoluzionario. Denominato “grafene romboedrico impilato pentalayer“, questo materiale presenta proprietà isolanti, magnetiche e topologiche uniche.

Lo studio, pubblicato di recente su Nature Nanotechnology, ha rivelato che le proprietà straordinarie di questo materiale emergono grazie a uno studio attento dell’impilamento di cinque strati di grafene. A differenza delle ricerche precedenti che coinvolgevano lo “twist” degli strati di grafene, il team di Ju ha ottenuto risultati sorprendenti senza tale procedura.

L’utilizzo di uno speciale microscopio costruito al MIT nel 2021 è stato cruciale per analizzare rapidamente e in modo economico le caratteristiche del materiale su scala nanometrica. Lo spessore del grafene romboedrico impilato a cinque strati è di soli un nanometro, circa 0,0000001 centimetri.

Il processo di creazione di questo materiale coinvolgeva l’impilamento di strati di grafene in una configurazione romboedrica specifica, seguito dal collegamento degli elettrodi a un minuscolo “sandwich” di materiale, protetto da strati di nitruro di boro.

Modificando le tensioni elettriche, i ricercatori hanno osservato tre fenomeni distinti basati sulla correlazione elettronica, che il professor Long Ju ha descritto come “la magia”. Il materiale può agire come isolante, mostrare proprietà magnetiche o comportarsi come un conduttore topologico, dove gli elettroni scorrono liberamente lungo i bordi mentre il centro funge da isolante.

Questa scoperta apre nuovi orizzonti nella fisica dei materiali, utilizzando il grafene romboedrico impilato a cinque strati come piattaforma versatile per esplorare territori inesplorati. Un exploit che trasforma la modesta matita in una miniera di potenziali applicazioni scientifiche e tecnologiche.

Immagine di djvstock su Freepik