Le principe de l'expérience :La grille en nid d'abeille fournit une couche atomique de graphène étirée entre deux contacts électriques (argent). La zone inférieure contient deux électrodes de contrôle (or), qui sont utilisés pour générer un champ électrique. Un champ magnétique est également appliqué verticalement au niveau du graphène. La combinaison d'un champ électrique et d'un champ magnétique signifie que les électrons se déplacent le long d'un état de serpent. Crédit :Rickhaus et al., Communications naturelles (2015).
Des physiciens de l'Université de Bâle ont montré pour la première fois que les électrons du graphène peuvent être déplacés le long d'un chemin prédéfini. Ce mouvement s'effectue entièrement sans perte et pourrait servir de base à de nombreuses applications dans le domaine de l'électronique. Le groupe de recherche dirigé par le professeur Christian Schönenberger de l'Institut suisse des nanosciences et du Département de physique de l'Université de Bâle publie ses résultats avec des collègues européens dans la célèbre revue scientifique Communication Nature .
Depuis quelques années, le groupe de recherche dirigé par le professeur Christian Schönenberger à l'Institut suisse des nanosciences et au Département de physique s'est penché sur le graphène, le "matériau miracle". Des scientifiques de l'Université de Bâle ont développé des méthodes qui leur permettent d'étirer, examiner et manipuler des couches de graphène pur. Ce faisant, ils ont découvert que les électrons peuvent se déplacer dans ce graphène pur pratiquement sans être perturbés, comme des rayons de lumière. Pour conduire les électrons d'un endroit spécifique à un autre, ils prévoyaient de guider activement les électrons le long d'un chemin prédéfini dans le matériau.
Champs électriques et magnétiques combinés
Pour la première fois, les scientifiques de Bâle ont réussi à activer et désactiver le guidage des électrons et à les guider sans aucune perte. Le mécanisme appliqué est basé sur une propriété qui n'existe que dans le graphène. La combinaison d'un champ électrique et d'un champ magnétique signifie que les électrons se déplacent le long d'un état de serpent. La ligne s'incline vers la droite, puis à gauche. Ce commutateur est dû à la séquence de masse positive et négative - un phénomène qui ne peut être réalisé que dans le graphène et qui pourrait être utilisé comme un nouveau commutateur.
"Un nano-commutateur de ce type en graphène peut être incorporé dans une grande variété d'appareils et actionné simplement en modifiant le champ magnétique ou le champ électrique, " commente le professeur Christian Schönenberger sur les derniers résultats de son groupe. Des équipes de physiciens de Ratisbonne, Budapest et Grenoble ont également participé à l'étude publiée dans " Communication Nature ".
Matériau aux propriétés spéciales
Le graphène est un matériau très spécial aux propriétés prometteuses. Il est composé d'une seule couche d'atomes de carbone mais reste très durable et résistant mécaniquement. Son excellente conductivité électrique fait notamment du graphène l'objet de recherches de nombreuses équipes de scientifiques à travers le monde.
Les propriétés particulières de ce matériau ont été examinées théoriquement il y a plusieurs décennies. Cependant, ce n'est qu'en 2004 que les physiciens Andre Geim et Kostya Novoselov ont réussi à produire du graphène pour des tests expérimentaux. Les deux chercheurs ont utilisé du scotch pour décoller les couches individuelles de graphène bidimensionnel du matériau d'origine, graphite. Ils ont reçu le prix Nobel de physique 2010 pour cette méthode apparemment simple, qui a permis la recherche expérimentale sur le graphène pour la première fois. Depuis, des chercheurs du monde entier ont perfectionné le processus de production à une vitesse incroyable.
