Detección química con grafeno: Una perspectiva de teoría cuántica de campos

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14/07/2021

El grafeno está formado de una sola capa (monocapa) de átomos de carbono, fuertemente unidos y dispuestos en una red hexagonal como un panal de abejas. Es el componente básico del grafito (material que compone las puntas de los lápices), pero además el grafeno es una sustancia extraordinaria por sí misma, con una multitud de propiedades asombrosas. Como un ejemplo, las notables propiedades de transporte del grafeno, así como su afinidad por la absorción física de diferentes moléculas, han atraído mucha atención hacia su aplicación como transistor de efecto de campo (FET) en la detección química.

Los profesores del Instituto de Física Enrique Muñoz y Marcelo Loewe han publicado recientemente un trabajo en la revista Physical Review B en el que analizan el efecto de la conductividad en el grafeno, cuando moléculas polares son adsorbidas sobre este material. Para realizar este estudio, han desarrollado una teoría cuántica de campos que se puede aplicar a sistemas con desorden y a temperatura finita.

De acuerdo a los autores, “al depositarse estas moléculas sobre el grafeno, se producen cambios en la conductividad eléctrica AC del material, de manera que este efecto puede ser usado para el desarrollo de un sensor químico”.

Este trabajo tiene un gran impacto no solo en el conocimiento básico del comportamiento del grafeno, sino que también un gran potencial en aplicaciones prácticas.

(*) “Chemical sensing with graphene: A quantum field theory perspective”, Horacio Falomir, Marcelo Loewe and Enrique Muñoz, Phys. Rev. B 103, 235431 (2021).