Varios investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid han publicado en el Physical Review B un reciente estudio sobre las propiedades del grafeno, donde se debate la propiedad conductiva universal de este material. El tema de estudio está tratado desde una perspectiva teórico-computacional, utilizando técnicas de primeros principios combinadas con la teoría del transporte electrónico cuántico.
El grafeno es una lámina de átomos de carbono distribuido en una estructura cristalográfica de seis lados. Su estructura electrónica fue descubierta hace unos 60 años, pero hasta ahora los físicos teóricos no habían podido aportar información relevante en referencia a este tema. Lo que destaca del grafeno es la peculiar naturaleza de sus portadores. La interacción que se produce con los núcleos de átomos de carbono provoca que los electrones en el grafeno se comporten de igual forma que las partículas relativistas sin masa que son gobernadas por la ecuación de Dirac.
Todo esto se traduce en que las propiedades del grafeno lo convierten en un material con portadores de gran movilidad, sobre todo si se compara con otros semiconductores como el silicio. Aunque no ha sido demostrada, existe la creencia de que la movilidad está limitada por las impurezas derivadas del sustrato.
Para llevar a cabo el estudio, los investigadores utilizaron un nuevo material imaginario al que llaman «hidrófeno», con unas propiedades electrónicas similares al grafeno, pero con un menor coste computacional. El resultado al que han llegado es que la conductividad del grafeno es muy potente a la variación en la densidad e intensidad de las impurezas que lo rodean, y que por eso da la falsa sensación de universalidad.
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