EO

Bandkloof grafeen groter onder druk

05 juni 2018 om 12:37 uur

Door grafeen tussen twee lagen boornitride te plaatsen en hierop druk uit te oefenen kunnen onderzoekers de bandkloof van het materiaal vergroten. (beeld: Columbia University)

Een nieuwe techniek maakt het mogelijk de elektrische geleidbaarheid van grafeen te manipuleren met behulp van druk. Dit is een belangrijke stap richting een haalbare halfgeleider op basis van grafeen.


"Grafeen is de beste elektrische geleider die we op aarde kennen", zegt Matthew Yankowitz van de faculteit Natuurkunde van de Amerikaanse Columbia University. "Het probleem is echter dat het elektriciteit té goed geleidt en we niet weten hoe we dit efficiënt moeten stoppen. Ons werk maakt de weg vrij voor het realiseren van een technologisch relevante bandkloof in grafeen, zonder hierbij in te leveren op kwaliteit. Indien toegepast op andere interessante combinaties van 2D-materialen kan de techniek die wij hebben gebruikt leiden tot nieuwe fenomenen, zoals magnetisme, supergeleiding en meer."


De rangschikking van de koolstofatomen in grafeen maakt dat elektronen er met extreem hoge snelheden doorheen kunnen, zonder verstrooiing. Daardoor wordt energie bespaard die bij veel andere geleiders verloren gaat.


Tot nu toe was het echter niet mogelijk om dit proces te stoppen zonder de eigenschappen van grafeen aan te tasten. "Een van de grootste doelen van grafeen-onderzoek is het vinden van een wijze om alle goede eigenschappen van grafeen te behouden en tegelijkertijd een bandkloof te creëren - een elektrische aan-uit schakelaar", aldus Cory Dean, assistent-hoogleraar Natuurkunde bij de Columbia University en betrokken bij het onderzoek.

 

Kamertemperatuur

Nu zijn de onderzoekers hier dus in geslaagd. Zij hebben een laag grafeen tussen twee lagen boornitride geplaatst, wat een atoom-dunne elektrische isolator is. De elektronische structuur van grafeen blijkt hierdoor te worden aangepast, waardoor een bandkloof ontstaat waarmee het materiaal zich gedraagt als een halfgeleider. Dit betekent in de praktijk dat grafeen zowel als elektrische geleider als als isolator kan dienen.


De bandkloof is echter niet groot genoeg om bruikbaar te zijn in apparaten die opereren op kamertemperatuur. Om hem te vergroten, hebben de onderzoekers de lagen boornitride en grafeen samengeperst. "Naarmate we meer druk uitoefenen, neemt de band gap toe", aldus Yankowitz. "Het gat is nog steeds onvoldoende voor gebruik op kamertemperatuur, maar we hebben een fundamenteel beter begrip waarom deze bandkloof überhaupt bestaat, hoe deze kan worden aangepast en wat we hiermee in de toekomst wellicht kunnen."

 

Gerelateerd nieuws

ILT: meer energiebesparing industrie mogelijk door vervangen oude elektromotoren

Snelle energiebesparing industrie mogelijk door vervangen oude elektromotoren

Met het vervangen van oude elektromotoren door zuiniger motoren kan de industrie meer energie besparen en zo een grotere bijdrage leveren aan het terugdringen van de CO2-uitstoot. Dat concludeert de Inspectie…

Werken aan grootste windturbine ooit

Werken aan grootste windturbine ooit

De Haliade-X van GE Renewable Energy is de grootste en meest krachtige windturbine ter wereld. De komende vijf jaar wordt de turbine getest op de Maasvlakte. Met een nog nooit vertoonde capaciteit van 12 megawatt kan een…

Opbrengstgrens standaard zonnecellen doorbroken

Opbrengstgrens standaard zonnecellen doorbroken

Solliance Solar Research heeft twee technologieën gecombineerd om licht beter om te zetten in zonnestroom. Dit levert een equivalent omzettingsrendement (licht-naar-elektriciteit) op van 30,2%. Dit is ruim een derde…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Pilz configureerbare besturingssystemen volop in ontwikkeling

De configureerbare besturingssystemen PNOZmulti 2 van Pilz hebben veel functies en zijn flexibel inzetbaar. U kunt de...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 november 2018, Groningen

BEYOND THE LAB: the DIY Science Revolution

Dit project laat zien dat mensen mee kunnen doen aan wetenschap en samen de verantwoordelijkheid delen...

18 maart 2019, Hilversum

Conferentie Nederland Digitaal

Wetenschap, bedrijfsleven, maatschappelijke organisaties en overheid zijn uitgenodigd voor de eerste...

18 maart 2019, Eindhoven

Time series analysis and forecasting

Bij het analyseren van time series zoek je naar structuren en patronen om het onderliggende proces te...

Meer agendapunten »