Ultradunne lagen grafiet hebben dezelfde voordelen in stroomgeleiding als koolstofnanobuisjes, maar niet dezelfde nadelen in uitvoering. Dit stellen onderzoekers van het Georgia Institute of Technology en het Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Frankrijk.

Hoogleraar fysica Walt de Heer en collegae hebben het ‘grafeen’ geproduceerd. Het blijkt elektronen vrijwel zonder weerstand en scattering te geleiden. Bovendien is het materiaal coherent en elektronen gedragen zich dus als golven in het circuit. Dit alles maakt grafeen uitermate geschikt voor toepassingen in onder andere transistors.

Voor de synthese van het materiaal werd gebruik gemaakt van een soort wafel van silicium en koolstof, waarna in hoog vacuüm het silicium van het oppervlak werd verwijderd. Vervolgens coatte men het oppervlak met een fotoresistent materiaal dat gebruikt wordt in micro-elektronica. Daarna werd het oppervlak geëtst met behulp van elektronstralen.

Het geheim van grafeen ligt in de breedte van de patroonbanden, zo’n 80 nm, waardoor hetzelfde kwantumeffect optreedt als in koolstofnanobuisjes. De snelheid van de elektronen is hierdoor onafhankelijk van de energie.

Er liggen echter nog enkele uitdagingen in het optimaliseren van het materiaal; bijvoorbeeld het verbeteren van het etsen van de patronen. Ook blijkt het materiaal voor verrassingen te zorgen. “Het doet dingen die we nog nooit eerder hebben gezien in tweedimensionale materialen.”, aldus De Heer.

De resultaten zijn online gepubliceerd in Science Express.

Bron: Persbericht Georgia institute of Technology, 14 april 2006