Des chercheurs du Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) ont réussi à mesurer la courbe courant-tension de nanorubans de graphène (GNR) suspendus entre deux électrodes. Les mesures ont été effectuées par microscopie électronique à transmission (MET). Les résultats ont révélé que, contrairement aux conclusions des rapports précédents, la conductance électrique des GNR avec une structure de bord en zigzag (GNR en zigzag) a brusquement augmenté au-dessus de la tension de polarisation critique. Cette découverte mérite d'être notée car le changement brutal de ces GNR peut être appliqué aux dispositifs de commutation, qui sont les plus petits appareils au monde.

La structure électrique des GNR a été systématiquement étudiée par des calculs théoriques. Des études ont rapporté que les GNR en zigzag et en fauteuil présentent un comportement semi-conducteur en dessous de plusieurs nm de largeur, bien que l'origine de l'écart énergétique soit différente. D'autre part, les propriétés de transport électrique ont rarement été calculées en raison des calculs de non-équilibre requis. En 2009, Nikolić et al. ont prédit que des incréments brusques de conductance électrique se produiraient pour des GNR en zigzag extrêmement fins et courts lorsque la transition de phase magnétique-isolant-métal non magnétique se produirait au-dessus d'une certaine tension de polarisation [Phys. Rév.B 79, 205430 (2009)]. Les résultats expérimentaux obtenus correspondent étroitement aux résultats de ce calcul de non-équilibre.

Une équipe de recherche dirigée par Mme Chumeng Liu, Le professeur Yoshifumi Oshima et le professeur agrégé Xiaobin Zhang (maintenant de l'Institut de technologie de Shibaura) ont développé un support spécial MET in situ et un dispositif GNR pour l'observation MET. Cette combinaison vise à clarifier la relation entre la structure de bord des GNR et les propriétés de transport électrique. Mme Liu, un doctorant à JAIST, mentionné, "Le processus de fabrication de notre dispositif GNR est beaucoup plus difficile que celui conventionnel car nous devons fabriquer un GNR très étroit qui doit être suspendu de manière stable entre les deux électrodes."

Elle a passé en revue la littérature axée sur le processus de fabrication des dispositifs GNR et vérifié leur processus en route pour établir sa méthode de fabrication originale. Assoc. Le professeur Zhang a dit :"Nous étions vraiment heureux de voir que la courbe I-V a évidemment changé lors du changement de la structure de bord en zigzag. Je suppose que nous avons rencontré de nouvelles possibilités pour les nanorubans de graphène." L'équipe a réalisé avec succès l'observation MET in situ de GNR extrêmement étroits, et ils prévoient de continuer à identifier les propriétés de transport électrique qui sont sensibles à la structure de bord de ces GNR.