Grafeen voor nano

Nieuws | de redactie

14 juni 2011 | In 2004 maakte de latere Nobelprijswinnaar Andre Geim voor het eerst grafeen. Het nieuwe materiaal belooft veel voor toepassingen in nanotechnologie, want het heeft uitstekende thermische en elektrische eigenschappen. Zo kan een elektron zich op grafeen klassiek gedragen als een soort biljartbal die vrij kan bewegen, maar natuurkundigen van de RUG zien nu meer.

Voor het hebben zij elektronen waargenomen op het moment datdeze door een smalle strook grafeen bewegen. Een elektron kannamelijk ook beschreven worden als een golf met een specifiekgolflengte. De theorie voorspelt dat het verkleinen van de breedtevan een grafeenstructuur tot een paar nanometers kan leiden totnieuwe quantummechanische effecten. Zo zou metallisch grafeen ineen halfgeleidend materiaal kunnen veranderen.

Zo min mogelijk onzuiverheden

Tot nu toe was de verwachting dat deze effecten alleen zoudenoptreden in grafeenstructuren met randen die op atomaire schaalperfect zijn. Technisch gezien is het op dit moment nog nietmogelijk zoiets te fabriceren. Wetenschappers van het GroningseZernike Institute for Advanced Materials laten nu in eenexperiment zien dat ook bij een ruwe rand toch zulkequantummechanische effecten mogelijk zijn.

Zij laten zien dat het aantal elektronengolven dat past in degrafeenstrook bepalend is voor de elektrische geleiding. Om dezeeffecten te kunnen zien is het cruciaal dat de grafeentransistor zomin mogelijk onzuiverheden kent. In dit experiment gekozen om degrafeen te ontkoppelen van het substraat. Dit leidt tot een vrijhangende grafeentransistor van de hoogst mogelijke elektronischekwaliteit.