Voor de eerste keer, wetenschappers creëerden een afstembaar kunstmatig atoom in grafeen. Ze toonden aan dat een leegte in grafeen op een beheersbare manier kan worden opgeladen, zodat elektronen kunnen worden gelokaliseerd om de elektronenorbitalen van een kunstmatig atoom na te bootsen. belangrijk, het vangmechanisme is omkeerbaar (in- en uitgeschakeld) en de energieniveaus kunnen worden afgestemd.

De resultaten van dit onderzoek tonen een levensvatbare, regelbaar, en omkeerbare techniek om elektronen in grafeen op te sluiten. De energietoestanden van de elektronen zijn "afstembaar". Deze afstembaarheid opent nieuwe wegen voor onderzoek naar het unieke natuurkundige elektronengedrag in grafeen. Verder, het biedt een methodologie die het gebruik van op grafeen gebaseerde apparaten voor toekomstige elektronica zou kunnen vergemakkelijken, communicatie, en sensoren.

De opmerkelijke elektronische eigenschappen van grafeen hebben de visie aangewakkerd om op grafeen gebaseerde apparaten te ontwikkelen om lichtere, snellere en slimmere elektronica en geavanceerde computertoepassingen. Maar de voortgang naar dit doel is vertraagd door het onvermogen om de ladingsdragers te beperken met aangelegde spanning. Een team onder leiding van onderzoekers van de Rutgers University ontwikkelde een techniek om gelokaliseerde ladingstoestanden in grafeen stabiel te hosten en controleerbaar te wijzigen. De onderzoekers creëerden vacatures (ontbrekende koolstofatomen) in het grafeenrooster, door het monster te bombarderen met geladen heliumatomen (He+ ionen).

Ze toonden aan dat het mogelijk is om een ​​positieve lading op de lege plek af te zetten en deze geleidelijk op te laden door spanningspulsen toe te passen met een scanning tunneling microscooppunt. Naarmate de last op de vacature stijgt, zijn interactie met de geleidingselektronen in grafeen ondergaat een overgang. De interactie verandert in een regime waarin de elektronen kunnen worden gevangen in quasi-gebonden energietoestanden die lijken op een kunstmatig atoom.

Het team toonde verder aan dat de quasi-gebonden toestanden op de lege plek afstembaar zijn met toepassing van een extern elektrisch veld. Het vangmechanisme kan worden in- en uitgeschakeld, een nieuw paradigma bieden om elektronen in grafeen te controleren en te leiden.