Weerstand dunste grafietfolie instelbaar • Metaal Magazine Ga naar hoofdinhoud

Weerstand dunste grafietfolie instelbaar

Met metingen aan ladingstransport bij lage temperaturen hebben onderzoekers aangetoond, dat de elektrische weerstand van drielaagse grafeen sterk afneemt, als de sterkte van het elektrisch veld stijgt.

Dit is heel anders dan het gedrag dat één- en tweelaags grafeen laat zien. Voor een enkele laag hangt de weerstand niet af van het elektrisch veld, terwijl voor een dubbele laag de weerstand juist ordes van grote stijgt als er een elektrisch veld wordt aangebracht.

Sinds de ontdekking van grafeen – een laag koolstof van één atoom dik – in 2004, is er veel wetenschappelijke aandacht geweest voor de exotische elektronische eigenschappen van het materiaal. Zo is er bijvoorbeeld het effect dat geladen deeltjes in grafeen hun massa ‘verliezen’. Dit heeft een wereld van nieuwe fysische verschijnselen geopend, die nog niet eerder waargenomen waren in andere materialen.

drielaags grafeen FOM

Artistieke impressie van sample met drielaags grafeen (foto: FOM)

Een internationaal team, met onderzoekers van de Stichting FOM, het Delftse Kavli Institute of Nanoscience, de Universiteit van Genève en de Universiteit van Tokyo, heeft ontdekt dat drielaags grafeen unieke elektronische eigenschappen heeft, die verrassend afwijken van de eigenschappen van al eerder bestudeerde dunnere grafeenlagen. Het onderzoek laat zien dat dunnere grafeenlagen niet zonder meer gezien kunnen worden als de bouwstenen van dikkere lagen. De onderzoekers publiceren deze maand hierover in Nature Nanotechnology.

Dunste grafietfolie

Recent hebben dr. Monica F. Craciun (Universiteit van Tokyo) en dr. Saverio Russo (FOM-onderzoeker bij het Kavli Institute of Nanoscience in Delft) onderzoek gedaan naar ladingstransport in drielaags grafeen. Drielaags grafeen zou je ‘het dunste grafietfolie’ kunnen noemen. Met geavanceerde nanofabricatietechnieken maakten de onderzoekers een gelaagde structuur, waarbij het drielaagse grafeen tussen de parallelle platen van een condensator ligt. Met dit slim ontworpen systeem kunnen de onderzoekers het transport van ladingsdragers in het drielaagse grafeen meten als een functie van het externe elektrische veld.

Instelbare weerstand

Met metingen aan ladingstransport bij lage temperaturen werd gevonden dat de elektrische weerstand van het drielaagse grafeen sterk afneemt, wanneer de sterkte van het elektrisch veld vergroot wordt. Dit is heel anders dan het gedrag dat één- en tweelaags grafeen laat zien. Voor een enkele laag hangt de weerstand niet af van het elektrisch veld, terwijl voor een dubbele laag de weerstand juist ordes van grote stijgt als er een elektrisch veld wordt aangebracht.

Instelbaar

De weerstand van drielaags grafeen kan dus ingesteld worden door een bepaalde sterkte van het elektrisch veld te kiezen. De achtergrond hiervan is dat grafeen het enige semi-metaal is waarbij de overlap in de valentie- en conductieband in te stellen is door een extern elektrisch veld.

Uniek

Dit onderzoek laat zien dat enkel- en dubbellaags grafeen niet zonder meer gezien kan worden als de bouwstenen van de dikkere lagen. Elke grafeenlaag op zich is een uniek materiaalsysteem met grotendeels onverkende elektronische eigenschappen. Deze resultaten kunnen van groot belang zijn voor het sneller maken van elektronica en voor toepassing in moleculaire sensoren.

(bron: FOM)

 

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.

x
Mis niet langer het laatste nieuws

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief.

Inschrijven