El grafeno es una estructura laminar de un solo átomo de grosor compuesta por átomos de carbono densamente empaquetados. Tiene propiedades notables como alta conductividad eléctrica y térmica, resistencia y elasticidad. Estas propiedades hacen del grafeno un material prometedor para aplicaciones electrónicas como canales en transistores de alta velocidad. El grafeno también tiene propiedades teóricas interesantes como la movilidad de electrones como fermiones de Dirac y el efecto Hall cuántico.

1. GRAFENO:
INDICE:
 Introduccion
 Descripción
 Propiedades
 Aplicación a la electrónica
Introducción
El grafeno, procede de grafito + eno, es una
estructura laminar plana de un átomo de grosor,
compuesta por átomos de carbono densamente
empaquetados en una red cristalina en forma de
panal de abeja mediante enlaces covalentes que se
formarían a partir de la superposición de los híbridos
sp² de los carbonos enlazados.
Cada uno de estos carbonos tiene cuatro electrones
de valencia en el estado hibridado, tres de esos
electrones se alojarán en los híbridos sp2, formando
el esqueleto de enlaces covalentes simples de la
estructura y el electrón sobrante, se alojará en un
orbital atómico de tipo p perpendicular al plano de
los híbridos. La solapación lateral de dichos
orbitales es lo que daría lugar a la formación de
orbitales de tipo π. Algunas de estas combinaciones,
entre otras, darían lugar a un gigantesco orbital
molecular des localizado entre todos los átomos de carbono que constituyen la capa de
grafeno
Estructura cristalina del grafito en la que se observan las interacciones entre las
distintas capas de anillos aromáticos condensados.
En el grafeno, la longitud de los enlaces carbono-carbono es de
aproximadamente 1,42 Å. Es el componente estructural básico de todos los demás
elementos grafíticos incluyendo el grafito, los nanotubos de carbono y los fulerenos.
Esta estructura también se puede considerar como una molécula aromática
extremadamente extensa en las dos direcciones del espacio, es decir, sería el caso límite
de una familia de moléculas planas de hidrocarburos aromáticos policíclicos llamada
grafenos.
El Premio Nobel de Física de 2010 fue otorgado a Andre Geim y Konstantin Novoselov
por sus revolucionarios descubrimientos sobre el material bidimensional grafeno.

2. Descripción
El grafeno perfecto se constituye exclusivamente de celdas hexagonales; las celdas
pentagonales o heptagonales son defectos. Ante la presencia de una celda pentagonal
aislada, el plano se arruga en forma cónica; la presencia de 12 pentágonos crearía un
fulereno. De la misma forma, la inserción de un heptágono le daría forma de silla. Los
nanotubos de carbono de pared única son cilindros de grafeno
Estructura cristalina del grafito en la que se observan las
interacciones entre las distintas capas de anillos aromáticos
condensados.
Propiedades
Entre las propiedades más destacadas de este material se incluyen:
 Alta conductividad térmica y eléctrica.
 Alta elasticidad y dureza.
 Resistencia (200 veces mayor que la del acero).
 El grafeno puede reaccionar químicamente con otras
sustancias para formar compuestos con diferentes
propiedades, lo que dota a este material de gran potencial de
desarrollo.
 Soporta la radiación ionizante.
 Es muy ligero, como la fibra de carbono, pero más flexible.
 Menor efecto Joule, se calienta menos al conducir los electrones.
 Consume menos electricidad para una misma tarea que el silicio.

3. Otras propiedades interesantes desde el punto de vista teórico son las siguientes:
 Los electrones que se trasladan sobre el grafeno, se comportan como
cuasipartículas sin masa. Los llamados fermiones de Dirac. Dichos fermiones se
mueven a una velocidad constante independientemente de su energía (como
ocurre con la luz), en este caso a unos 106 m/s. La importancia del grafeno, en
este aspecto, consiste en estudiar experimentalmente este comportamiento que
había sido predicho teóricamente hace más de 50 años.
 El grafeno presenta un efecto llamado efecto Hall cuántico, por el cual la
conductividad perpendicular a la corriente toma valores discretos, o cuantizados,
permitiendo esto medirla con una precisión increíble. La cuantización implica
que la conductividad del grafeno nunca puede ser cero (su valor mínimo
depende de la constante de Planck y la carga del electrón).
 Debido a las propiedades anteriores, los electrones del grafeno pueden moverse
libremente por toda la lámina y no quedarse aislados en zonas de las que no
pueden salir (efecto llamado localización de Anderson, y que es un problema
para sistemas bidimensionales con impurezas).
 Es casi completamente transparente y tan denso que ni siquiera el átomo de
helio, cuyos átomos son los más pequeños que existen (sin combinar en estado
gaseoso) puede atravesarlo.
Aplicación en electrónica
El grafeno tiene propiedades ideales para ser utilizado como componente en
circuitos integrados. El grafeno tiene una alta movilidad de portadores, así como un bajo
nivel de ruido, lo que permite que sea utilizado como canal en transistores de efecto de
campo (FET). La dificultad de utilizar grafeno estriba en la producción del mismo
material, en el substrato adecuado. Los investigadores están buscando métodos como la
transferencia de hojas de grafeno desde el grafito (exfoliación) o el crecimiento epitaxial
(como la grafitización térmica de la superficie del carburo de silicio - SiC). En
diciembre de 2008, IBM anunció que habían fabricado y caracterizado transistores
operando a frecuencias de 26GHz. En febrero del 2010, la misma IBM anunció que la
velocidad de estos nuevos transistores alcanzaba los 100 GHz.
Vista rotatoria de un cristal de grafito(2 capas de
grafeno)