Investigadores del CINN observan comportamiento ondulatorio de electrones a temperatura ambiente utilizando grafeno

Investigación con grafeno
CINN
Publicado 17/09/2018 19:38:18CET

OVIEDO, 17 Sep. (EUROPA PRESS) -

Investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Oviedo pertenecientes al grupo de Modelización y Simulación del Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) han publicado un trabajo relativo a la interferencia de electrones a temporaturas y condiciones ambientales utilizando bicapas de grafeno. De esta forma han avanzado en esa condición de onda de los electrones (lo habitual es observarlos como partículas), incluso a temperatura ambiente, de acuerdo con las leyes de la Física Cuántica.

El trabajo se ha publicado conjuntamente con investigadores del Instituto Kavli de la Universidad de Delft, en Holanda, que son quienes han fabricado el dispositivo que han estudiado posteriormente.

Según han explicado desde el CINN, las leyes de la Física Cuántica establecen que cualquier entidad física debe comportarse a la vez como onda y como partícula, un fenómeno llamado dualidad onda-corpúsculo. La luz se comporta habitualmente como una onda, por lo que resulta difícil descubrir su naturaleza como partícula: los fotones.

El fenómeno ondulatorio arquetípico es el de interferencia entre dos ondas de luz, que da lugar a una modulación oscilatoria de la intensidad de luz resultante.

Por el contrario, los electrones se manifiestan habitualmente como partículas, y su naturaleza ondulatoria se ve habitualmente solo a temperaturas muy bajas o en una atmósfera de ultra-alto vacío. Este hecho impide el poder explotar las potencialidades de la física cuántica en las máquinas que se usan en la vida diaria.

Los investigadores del Instituto Kavli de la Universidad de Delft fabricaron un dispositivo donde dos hojas de grafeno resbalan una encima de la otra, con un deslizamiento que han conseguido controlar con precisión atómica.

Midieron a continuación la corriente eléctrica que fluye a través del dispositivo y observaron que la intensidad de esa corriente presenta fuertes oscilaciones. Más aún, son capaces de reproducir las mismas oscilaciones tantas veces como quieran. Los investigadores han realizado estos experimentos en atmósfera y temperatura ambientales.

En paralelo con los trabajos desarrollados en la Universidad de Delf, investigadores del CINN han analizado este fenómeno desde un punto de vista teórico y han conseguido demostrar que la fuente de esas oscilaciones observadas experimentalmente radica en la naturaleza ondulatoria de los electrones.

Las ondas electrónicas rebotan una y otra vez en los bordes de las hojas de grafeno y producen un patrón de interferencias, que origina el carácter oscilatorio de la corriente eléctrica medida experimentalmente.

Más aun, han demostrado que estas oscilaciones dependen de la diferencia en las distancias que viajan las distintas ondas electrónicas al reflejarse en los bordes, y por tanto dependen de la posición relativa de las dos hojas.

El trabajo desarrollado en colaboración entre científicos de la Universidad de Delf y de la Universidad de Oviedo pertenecientes al CINN ha sido publicado hoy en la prestigiosa revista Nature Nanotechnology.