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

Subsidie MVI-Energie vernieuwd

Subsidie MVI-Energie vernieuwd

De subsidieregeling Maatschappelijk Verantwoord Innoveren Energie (MVI-Energie) is vernieuwd. Nieuw in de regeling is dat onderzoeksvragen concreet zijn. Het gaat om vraagstukken als de productie van bio-energie, de…

Groene waterstof als motor voor groei en vergroening'

'Groene waterstof als motor voor groei en vergroening'

'De ontwikkeling van groene waterstof moet een belangrijke rol krijgen in het komende Klimaatakkoord en ook in het buitenlands beleid.' Die oproep deed Hans de Boer, voorzitter van VNO-NCW, tijdens de…

 Team Fast voorziet bouwplaats van eerste generator op mierenzuur

Bouwplaats krijgt stroom via generator op mierenzuur (video)

Team Fast, een studententeam van de TU Eindhoven, ontwikkelt een generator voor bouwplaatsen die elektriciteit opwekt door middel van duurzaam geproduceerd mierenzuur. Komende twee weken start hiermee een pilotproject…

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

Product van de maand

RSS
Drie functies in één relais

Nieuwe PROTECT SRB-E-FWS-TS veiligheidsrelais modules. Meer functies in één relais: bij het nieuwe veiligheidsrelais.

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

1 juni 2018, Arnhem

State of Fashion: Searching for the New Luxury

Tentoonstelling over mode, met aandacht voor technologie en snufjes

27 augustus 2018, Amsterdam

EMC Europe

Internationaal symposium over EMC.

18 september 2018, Hardenberg

TIV

TIV houdt in 2018 haar twintigste editie in Hardenberg. Op 18, 19 en 20 september is de vakbeurs het...

Meer agendapunten »