Subsanar las lagunas de conocimientos sobre las nanoestructuras de carbono
El grafeno, cuyos descubridores fueron galardonados con el Premio Nobel de Física en 2010, es probablemente el material estrella del siglo. Es una forma del carbono que se extrajo como escama de carbono del grafito ordinario de los lapiceros. De hecho, se cree que esta hoja de un átomo de grosor es el material más resistente jamás medido. Dada la tremenda resistencia de un material tan delgado, junto con su asombrosa conductividad, el grafeno podría utilizarse para producir los dispositivos electrónicos flexibles, superpotentes y ultrafinos del futuro. No obstante, hasta la fecha su potencial sigue sin desarrollarse, en particular en lo referente a su capacidad para sustituir al silicio en los dispositivos semiconductores. Una de las principales razones es su incapacidad para detener el flujo de corriente o desconectarse (carece de una «banda prohibida», definida por el espacio entre la banda de valencia donde los electrones están enlazados y la banda de conducción, donde los electrones son libres y conducen la corriente). Los investigadores europeos del proyecto MOCNA («Magnetoóptica de nanoalótropos de carbono») se propusieron emplear técnicas magnetoespectroscópicas para estudiar las propiedades ópticas fundamentales de distintas nanoestructuras como el grafeno en campos magnéticos grandes. Estudiaron un fenómeno denominado resonancia magnetofonón (MPR), uno de los métodos más importantes para determinar los parámetros de la estructura de bandas de los semiconductores. La MPR se produce por la emisión y absorción de fonones ópticos resonantes (vibrando uniformemente) por parte de electrones en campos magnéticos intensos. Los niveles de energía en campos magnéticos intensos relacionados como los de los semiconductores están cuantificados en un conjunto de los denominados niveles de Landau. Los científicos de MOCNA estudiaron la MPR, excitaciones entre niveles de Landau e interacciones electrón-fonón en el grafeno, obteniendo resultados importantes y con implicaciones para el desarrollo del primer láser sintonizable en el infrarrojo lejano. Los investigadores también estudiaron fenómenos magnetoópticos en nanotubos de carbono individuales y en estructuras de puntos cuánticos simples. Los resultados del proyecto MOCNA permitieron comprender mejor las propiedades fundamentales del grafeno y de otras nanoestructuras de carbono que podrían tener un impacto importante sobre el desarrollo futuro de dispositivos basados en este material estrella del siglo XXI. De esta forma, MOCNA podría ayudar a la UE a liderar este nuevo y notable campo de descubrimientos.
