El grafeno ha ganado popularidad en los últimos años, debido a que es un material que tiene todo ventajas, y ningún inconveniente. Es por ello que se está investigando en todo el mundo las aplicaciones que puede tener este material ligero, formado por carbono puro dispuesto en forma hexagonal. Esta estructura le aporta una fuerza 100 veces mayor que el acero, siendo 5 veces más ligero que el aluminio.
El último avance conseguido con el grafeno está relacionado con su posible aplicación en futuras generaciones de láseres, sensores y semiconductores. Para ello, científicos de la Penssylvania State University han sintetizado nitruro de galio encapsulado en grafeno, y lo han dispuesto en estructuras de un átomo de grosor, creando así una estructura bidimensional, y consiguiendo que el nitruro de galio tenga las grandes propiedades conductoras eléctricas del grafeno.
El nitruro de galio dispuesto en estructuras tridimensionales se conoce como un semiconductor wind-bandgap o de banda prohibída, que permite operar a los dispositivos a mayores voltajes, frecuencias y temperaturas que los semiconductores tradicionales. Al disponerlo en dos dimensiones, ayudado por el grafeno, se potencian estas propiedades.
En concreto, en estructuras bidimensionales se ha conseguido triplicar el espectro de energía en el que pueden operar. El material, gracias a la cubierta de grafeno, puede operar en la totalidad de los espectros ultravioleta, visible e infrarrojo, lo cual es perfecto para ser utilizado en láseres y equipamiento óptico que trabaje con luz.
Para conseguir esta disposición bidimensional, los científicos necesitan sintetizar materiales que no existen en la naturaleza. Esto normalmente resulta en materiales muy inestables, pero en esta ocasión gracias a la utilización de la capa de grafeno, se puede estabilizar la estructura bidimensional de nitruro de galio, dotándola de una gran robustez.
Para crear el grafeno utilizado en este proyecto, se utilizó un sustrato de carburo de silicio, el cual permite crear capas perfectamente lisas. Esto permite que sean muy fáciles de unir a otros materiales, en este caso a los átomos de galio, que se sitúan entre medias de dos capas de grafeno. Una vez unidos, se añade nitrógeno para generar la reacción química que crea las finas capas de nitruro de galio encapsulado por las dos capas de grafeno.
El grafeno tiene mucho futuro, y puede ser la clave en diversos ámbitos, además de en los semiconductores, entre los que se encuentran mejores baterías, empastes dentales, mejores micrófonos, e incluso en ruedas de bicicleta.
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