Estado del arte sobre el grafeno
El grafeno, un material bidimensional compuesto por átomos de carbono dispuestos en una estructura
hexagonal plana, ha captado la atención de la comunidad científica y tecnológica debido a sus
propiedades excepcionales y su amplio potencial en diversas áreas de aplicación. En este estado del
arte, se explorarán los avances más significativos en la investigación del grafeno, abordando tanto su
síntesis y caracterización, como sus aplicaciones en electrónica, energía, materiales compuestos,
medicina y otros campos relevantes.
1. Síntesis y caracterización del grafeno La síntesis de grafeno ha sido un tema central en la
investigación de este material. Varios métodos han sido desarrollados para obtener grafeno de
alta calidad. Entre los enfoques más destacados se encuentran la exfoliación mecánica, la
deposición química de vapor (CVD), la reducción química de óxido de grafeno y la epitaxia de
superficie de carburo de silicio.
La exfoliación mecánica, introducida por primera vez en 2004, permite obtener láminas de grafeno a
partir de grafito mediante el uso de cinta adhesiva. Este método es sencillo pero laborioso y limitado
en términos de producción a gran escala. Por otro lado, la deposición química de vapor ha demostrado
ser efectiva para sintetizar grandes áreas de grafeno de alta calidad en sustratos metálicos y aislantes.
La caracterización del grafeno es fundamental para comprender sus propiedades y estructura. Técnicas
como la microscopía electrónica de transmisión (TEM), la espectroscopia Raman y la espectroscopia
de fotoemisión de rayos X (XPS) han sido ampliamente utilizadas para evaluar la morfología, la
calidad y las propiedades electrónicas del grafeno sintetizado.
Referencias:
•Novoselov, K. S., et al. (2004). Electric field effect in atomically thin carbon films. Science,
306(5696), 666-669.
•Li, X., et al. (2009). Large-area synthesis of high-quality and uniform graphene films on copper
foils. Science, 324(5932), 1312-1314.
•Ferrari, A. C., & Basko, D. M. (2013). Raman spectroscopy as a versatile tool for studying the
properties of graphene. Nature Nanotechnology, 8(4), 235-246.
2. Aplicaciones en electrónica El grafeno ha sido ampliamente investigado como un material
prometedor para la electrónica de alta velocidad y alta frecuencia. Su alta movilidad electrónica
y conductividad hacen que sea ideal para transistores de alta frecuencia, circuitos integrados
flexibles y otros dispositivos electrónicos.
En 2008, los primeros transistores de grafeno fueron fabricados y demostraron un rendimiento
sobresaliente, superando a los transistores de silicio en términos de velocidad de conmutación y
movilidad de portadores. Desde entonces, se han logrado avances significativos en el desarrollo de
dispositivos electrónicos basados en grafeno, incluyendo transistores de efecto de campo,
fotodetectores, rectificadores y dispositivos lógicos.
La electrónica flexible es otra área de gran interés para el grafeno. Debido a su delgadez y flexibilidad,
el grafeno puede ser integrado en sustratos flexibles, lo que abre nuevas posibilidades en la fabricación
de dispositivos electrónicos portátiles, pantallas flexibles y sensores biomédicos.
Referencias:
•Schwierz, F. (2010). Graphene transistors. Nature Nanotechnology, 5(7), 487-496.
