Überraschung in der Graphen-Forschung
Forscher aus dem Vereinigten Königreich haben eine unerwartete Eigenschaft von Graphen entdeckt. Sie demonstrierten eine Methode, bei der Graphen als Baustein verwendet wird, um neue dreidimensionale (3D) Kristallstrukturen zu schaffen, die nicht durch das, was die Natur erschaffen kann, eingeschränkt sind. Bei ihrer in der Zeitschrift Nature Materials vorgestellten Methode handelt es sich um ein Sandwichverfahren, bei dem einzelne Graphenschichten zwischen isolierende Schichten eingefügt werden, um elektrische Vorrichtungen mit einzigartigen neuen Eigenschaften zu schaffen. Die Hoffnung ist, dass diese neue Methode eine völlig neue Dimension der physikalischen Forschung eröffnen wird. Graphen ist ein 2D-Material, das aus einer einzigen Schicht von Kohlenstoffatomen besteht, die in einer waben- oder maschendrahtförmigen Struktur angeordnet sind. Es ist das dünnste Material der Welt und doch ist auch eines der festesten. Es leitet Strom so effizient wie Kupfer und übertrifft alle anderen Materialien als Wärmeleiter. Die Wissenschaftler wiesen nach, dass ein neues seitliches bildgebendes Verfahren verwendet werden kann, um die einzelnen Atomlagen von Graphen in den von ihnen gebauten Vorrichtungen zu visualisieren. Sie fanden heraus, dass die Strukturen selbst dann noch nahezu perfekt sind, wenn mehr als 10 verschiedene Schichten verwendet wurden, um den Stapel zu bauen. Diese Entwicklung beweist noch einmal, dass sich Graphen als Hauptbestandteil der nächsten Generation von Computerchips eignet. Der seitliche Bildgebungsansatz der Forscher funktioniert, indem zunächst eine dünne Scheibe aus der Mitte des Geräts extrahiert wird. Das ist als ob man durch einen Felsen schneidet, um die geologischen Schichten zu sehen oder wenn man eine Schokoladentorte aufschneidet, um die einzelnen Schichten der Glasur offenzulegen, so die Forscher. Die Wissenschaftler verwendeten einen Ionenstrahl, um in die Oberfläche des Graphen zu schneiden und um eine Furche auf beiden Seiten des Abschnitts anzubringen, den sie isolieren wollten. Anschließend entfernten sie eine dünne Scheibe von der Vorrichtung. Erstautor der Studie, Dr. Sarah Haigh, von der University of Manchester, kommentiert: "Unsere Scheiben sind nur etwa 100 Atome dick und dadurch können wird die einzelnen Atomlagen von Graphen in der Projektion sichtbar machen." "Wir haben festgestellt, dass die beobachtete Rauheit des Graphen mit seiner Leitfähigkeit korreliert. Natürlich haben wir alle unsere elektrischen Messungen gemacht, bevor wir in die Vorrichtung geschnitten haben. Wir konnten auch beobachten, dass die Schichten perfekt sauber waren und dass alle Unreinheiten, die von der Herstellung übrig waren, sich in isolierte Taschen absonderten und so die Leistung der Vorrichtung nicht beeinträchtigten. Wir wollen diesen Ansatz der seitlichen Bildgebung verwenden, um die Leistung unserer Graphengeräte zu verbessern." Zwei der Forscher, Andre Geim und Konstantin Novoselov, beide von der Universität Manchester, wurden 2010 mit dem Nobelpreis für Physik für ihre "bahnbrechenden Experimente in Bezug auf das zweidimensionale Material Graphen" ausgezeichnet.Weitere Informationen finden Sie unter: University of Manchester: http://www.manchester.ac.uk/
Länder
Vereinigtes Königreich