Premio Fronteras del Conocimiento a los descubridores de las propiedades del grafeno

Los físicos estadounidenses Charles Kane (Urbana, Illinois, EEUU, 1963) y Eugene Mele (Filadelfia, Pensilvania, EEUU, 1950) han sido galardonados con el Premio Fundación BBVA Fronteras del Conocimiento en la categoría de Ciencias Básicas por descubrir “una nueva clase de materiales con propiedades electrónicas extraordinarias”, según ha resaltado el jurado de la XI edición de los premios.  

Las características de los aislantes topológicos (aislante y conductores a la vez) pueden servir no solo para desarrollar una nueva generación de dispositivos electrónicos más rápidos y eficientes, sino que incluso pueden contribuir a la creación de ordenadores cuánticos. Todo un campo por explorar que sus descubridores no podían ni llegar a imaginar.

El germen del hallazgo

El origen del hallazgo de los aislantes topológicos fue el descubrimiento, en 2004, de las propiedades del grafeno como lámina de solo un átomo de espesor. Mele y Kane, colaboradores habituales Kaneen la Universidad de Pensilvania, se dieron cuenta de que el grafeno no era ni aislante ni conductor eléctrico, sino que "estaba en un punto crítico entre los dos estados", según explicó Mele al conocer el fallo. "Empezamos a analizar este fenómeno y esto nos llevó al concepto de esta nueva fase aislante de la materia".

Ambos físicos propusieron en 2006 cómo construir un material real que fuera aislante topológico, y solo un año después un laboratorio logró una combinación de mercurio y telurio que cumplía las propiedades predichas. Pero era, como el grafeno, un material bidimensional -solo un átomo de grosor- muy difícil de sintetizar, según explica el acta de los premios dotados con 400.000 euros.

La verdadera explosión del área llegó en la década siguiente, con el descubrimiento de que existen en la naturaleza aislantes topológicos tridimensionales, como el telururo de cadmio, un compuesto cristalino que se utiliza en la fabricación de células solares.