Grafeen bestaat uit een enkele laag koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal rooster. Dit materiaal is zeer flexibel en heeft uitstekende elektronische eigenschappen, waardoor het aantrekkelijk is voor veel toepassingen, met name elektronische componenten.
Onderzoekers onder leiding van professor Christian Schönenberger van het Zwitserse Instituut voor Nanowetenschappen en de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Bazel hebben onderzocht hoe deelektronische eigenschappen van materialen door mechanisch rekken.Om dit te doen, ontwikkelden ze een raamwerk waarmee de atomair dunne grafeenlaag op een gecontroleerde manier kan worden uitgerekt en tegelijkertijd de elektronische eigenschappen ervan kunnen worden gemeten.
Wanneer er van onderaf druk wordt uitgeoefend, buigt het onderdeel. Hierdoor rekt de ingebedde grafeenlaag uit en veranderen de elektrische eigenschappen.
Broodjes op de plank
De wetenschappers produceerden eerst een 'sandwich' met een laag grafeen tussen twee lagen boornitride. De componenten, voorzien van elektrische contacten, worden op het flexibele substraat aangebracht.
Veranderde elektronische toestandDe onderzoekers gebruikten eerst optische methoden om de uitrekbaarheid van grafeen te kalibreren. Vervolgens gebruikten ze elektrische transportmetingen om te bestuderen hoe de vervorming van grafeen de elektronenenergie verandert. Deze Metingen moeten worden uitgevoerd bij -269°C om veranderingen in energie te zien.
Diagrammen van de energieniveaus van een ongerekt grafeen en een gespannen (groen gearceerd) grafeen bij het neutrale ladingspunt (CNP). "De afstand tussen de kernen heeft direct invloed op de eigenschappen van de elektronische toestanden in grafeen", aldus Baumgartnervatte de resultaten samen. "Als de uitrekking gelijkmatig is, kunnen alleen de elektronensnelheid en -energie veranderen. De verandering inEnergie is in wezen het scalaire potentieel dat door de theorie wordt voorspeld, en we hebben dit nu kunnen bewijzen doorexperimenten." Het is denkbaar dat deze resultaten zullen leiden tot de ontwikkeling van sensoren of nieuwe typen transistoren.Grafeen is, als modelsysteem voor andere tweedimensionale materialen, wereldwijd een belangrijk onderzoeksthema gewordende laatste jaren.
Plaatsingstijd: 02-07-2021
