Innovazione

Stanene: il super materiale a 2 dimensioni

Dovrebbe essere un conduttore elettrico senza alcuna dispersione termica: è la base di una nuova rivoluzione tecnologica, ma questa proprietà non è ancora stata sperimentata.

Due anni fa la sua esistenza era teorica, oggi è una realtà che potrebbe rivoluzionare il mondo dell’elettronica: è lo stanene, un materiale bidimensionale dello spessore di un atomo, ottenuto a partire dallo stagno.


tecnologia in 2 dimensioni. Così come il silicene, il fosforene, il germanene e altri materiali 2D, anche lo stanene è un eccellente conduttore di elettricità. Ma a differenza dei suoi cugini, compreso il più celebre grafene, dovrebbe permettere il trasporto di corrente elettrica senza dispersioni di energia sotto forma di calore.

Secondo i ricercatori, gli elettroni dovrebbero cioè essere in grado di correre sulla superficie del foglio di stanene senza scontrarsi con altri atomi o altri elettroni come avviene nei materiali convenzionali.

Sarebbe una proprietà straordinaria, che renderebbe lo stanene il supporto ideale per realizzare circuiti elettronici di nuova generazione. Il condizionale è d’obbligo, perché Peide Ye e i suoi collaboratori della Purdue University di West Lafayette (Indiana, Usa), pur avendo realizzato il primo foglio di stanene non hanno ancora dimostrato questa sua eccezionale caratteristica.

Questione di spin. Che cosa dovrebbe conferire allo stanene questa proprietà? Dal punto di vista teorico lo stanene è un isolante topologico, cioè un materiale che al suo interno si comporta come un isolante elettrico ma sulla superficie manifesta stati conduttivi.

Ciò significa che il flusso di elettroni, cioè la corrente elettrica, non può attraversare il suo centro ma si muove liberamente sulla sua superficie, mantenendo una direzione coerente con il loro spin.

La corrente elettrica non viene dissipata sotto forma di calore perché la maggior parte delle impurità dello stanene non influisce sullo spin e quindi non rallenta gli elettroni, come invece avviene nei materiali convenzionali.

Questa proprietà dello stanene non è stata ancora dimostrata sperimentalmente: non si sono ottenuti, almeno finora, i risultati attesi forse a causa del processo utilizzato per la sua realizzazione, che potrebbe aver compromesso le sue proprietà di isolante topologico.

Esiste davvero? Secondo Ralph Claessen, un fisico dell’università di Würzburg, in Germania, non è del tutto sicuro che i ricercatori della Purdue siano davvero riusciti sintetizzare lo stanene. Perciò, come impone il metodo scientifico, per confermare l’esistenza dello stanene e delle sue proprietà serviranno ulteriori studi. Ma... «È come andare sulla Luna», ha commentato Guy Le Lay, fisico alla Aix-Marseille University, in Francia, tra i primi a sintetizzare il silicene e il germanene. «Il primo passo è quello fondamentale».

15 agosto 2015 Rebecca Mantovani
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