Les scientifiques ont pu démontrer que des nanostructures de graphène peuvent être générées par recuit d'un cristal de carbure de silicium nanostructuré pendant quelques années. "Ces deux dimensions, les bandes de carbone fortement restreintes dans l'espace présentent une résistance électrique très faible même à température ambiante. Ils sont donc balistiques, " explique le Prof. Dr. Christoph Tegenkamp, Responsable de la chaire d'analyse des surfaces solides à l'Université de technologie de Chemnitz. Quelque chose de similaire ne se produit pas, par exemple, avec une couche de graphène expansée et parfaitement bidimensionnelle.

Physiciens à l'Université de technologie de Chemnitz, en collaboration avec des chercheurs de l'Université de technologie d'Eindhoven (Pays-Bas), l'Institut Max Planck de Stuttgart, et le Laboratoire MAX IV de Lund (Suède), réussi à mieux comprendre cet effet quantique. "Nous avons pu vérifier pour la première fois la structure exacte de ces soi-disant nanorubans à l'aide d'un microscope électronique à transmission à très haute résolution, " rapporte le doctorant Markus Gruschwitz de la chaire d'analyse des surfaces solides. Thi Thuy Nhung Nguyen, qui termine également ses études doctorales dans ce domaine, ajoute, "Avec les mesures du microscope à effet tunnel, l'état quantique particulier de ce système pourrait maintenant être localisé et spectroscopé avec une haute résolution."

Il est important pour une description théorique de la structure électronique que le bord de la nanostructure de graphène ait une liaison avec le substrat et la flexion induite par cela provoque un effet dit de contrainte. En utilisant ce modèle, il a également été possible d'expliquer la polarisation de spin des électrons en migration. "Cette courbure de la structure du graphène a un effet similaire à celui que l'on ne trouve autrement que dans les matériaux avec un fort couplage spin-orbite. Fait intéressant, le graphène lui-même a une interaction spin-orbite extrêmement faible, " dit Tegenkamp.

Les résultats de la recherche ont été présentés dans le numéro actuel de Lettres nano . Les auteurs de l'étude sont certains que l'exploitation de courbures définies donnera naissance à de nouvelles fonctionnalités dans des structures et des matériaux prétendument triviaux, et que le domaine de recherche de l'électronique de contrainte s'établira davantage.