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

Neutrino-experiment ProtoDune ziet eerste deeltjessporen

Neutrino-experiment ProtoDune ziet eerste deeltjessporen

ProtoDune, een kubus gevuld met 565 kubieke meter vloeibaar argon die het prototype vormt voor een toekomstige reuzendetector voor neutrino’s in de VS, heeft zojuist op Cern in Genève zijn eerste deeltjessporen…

Ruud Koornstra op de WoTS: “De energietransitie gaat ons geld opleveren”

Ruud Koornstra op de WoTS: “De energietransitie gaat ons geld opleveren”

Meteen op de eerste dag van de vakbeurs World of Technology and Science (2 t/m 5 oktober in de Jaarbeurs in Utrecht), om 10 uur ’s morgens, spreekt nationale energiecommissaris Ruud Koornstra over de kansen van een…

IJzerpoeder: schone, alternatieve brandstof voor industrie die van het gas af moet

IJzerpoeder: schone, alternatieve brandstof voor industrie die van het gas af moet (video)

Studenten van de TU Eindhoven werken aan een duurzame technologie die een oplossing kan zijn voor industriële gasgebruikers: ijzerverbranding. IJzerpoeder is namelijk een prima brandstof, zonder CO2-uitstoot, met…

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

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

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Safe PCB Nederland
Safe PCB Nederland

Printplaten/PCB's, prototype en series

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

13 september 2018, Utrecht

Leiderschapsontwikkeling voor ingenieurs

Voor een succesvolle carrière in de techniek is het steeds belangrijker dat je, naast actuele kennis van...

18 september 2018, Breda

SIL & PL Specialist, machine safety met TÜV persoonscertificaat

Dé 6-daagse opleiding over functionele veiligheid! In deze praktijkgerichte training leren cursisten...

19 september 2018, Eindhoven

Data-analyse en toegepaste statistiek

Data is overal. De kunst is om daaruit belangrijke verbanden en trends te halen.

Meer agendapunten »