Snelle tweedimensionale halfgeleiders

Grafeen bestaat uit een enkele laag van koolstofatomen. In theorie is het mogelijk om hiermee transistoren te maken die honderd maal sneller zijn dan hun soortgenoten van silicium: de bouwstenen die, met honderden miljoenen tegelijk, het hart vormen van bijvoorbeeld een smartphone of een computer. Eén eigenschap heeft grafeen niet. Het heeft geen zogenoemde ‘band gap’: dit is een kloof tussen  energieniveaus die een elektron alleen kan overbruggen met een elektrisch veld dat van buitenaf is aangelegd. Dat veldeffect is cruciaal voor de transistorwerking. Als er toch extra laagjes nodig zijn van andere materialen om het effect te bereiken, is een grafeen transistor niet langer tweedimensionaal.

Andere materialen

Daarom willen de onderzoekers in het nieuwe programma ‘Two-dimensional semiconductor crystals’ ook kijken naar andere materialen dan grafeen. Die materialen, zoals siliceen en fosforeen, hebben zelf een bandkloof. Of anders is de bandkloof te realiseren zonder afbreuk te doen aan de tweedimensionale structuur. Het onderzoek moet leiden tot een beter begrip en theorievorming, maar ook tot werkende ‘devices’: de ontwikkelingen gaan wereldwijd snel. De groep Physics of Interfaces and Nanomaterials van prof. Harold Zandvliet werkt hiervoor samen met theoretische en experimentele groepen van de Radboud Universiteit Nijmegen, de TU Delft en de Rijksuniversiteit Groningen. 

De Stichting FOM heeft voor dit vierjarige programma 1,6 miljoen euro uitgetrokken, in een van de zogeheten Vrije FOM-programma’s.