Fysikere opdager, hvordan man ændrer krystalstrukturen af ​​grafen

Fysikere fra University of Manchester har opdaget en måde at ændre krystalstrukturen af ​​grafen, et todimensionelt materiale lavet af kulstofatomer arrangeret i et sekskantet gitter. Opdagelsen kan få konsekvenser for udviklingen af ​​nye elektroniske enheder, såsom transistorer og solceller.

Grafen er et lovende materiale til elektroniske enheder, fordi det har fremragende elektrisk og termisk ledningsevne. Imidlertid har dets anvendelse i enheder været begrænset, fordi det er vanskeligt at kontrollere dets krystalstruktur. Krystalstrukturen af ​​grafen bestemmer dets elektroniske egenskaber, såsom dets båndgab, som er energiforskellen mellem valens- og ledningsbåndene.

Manchester-fysikerne fandt ud af, at de kunne ændre krystalstrukturen af ​​grafen ved at påføre tryk. De brugte en diamantamboltcelle til at påføre tryk på op til 25 gigapascal (GPa), hvilket svarer til trykket i jordens centrum.

Ved disse tryk forvandledes grafengitteret til en ny krystalstruktur kaldet ABC-stabling. Ved ABC-stabling er carbonatomerne arrangeret i et sekskantet gitter, men lagene er stablet i et vekslende mønster. Denne nye krystalstruktur har et andet båndgab end det originale grafengitter, hvilket kunne gøre det mere velegnet til visse elektroniske enheder.

Opdagelsen af ​​en måde at ændre krystalstrukturen af ​​grafen kunne åbne op for nye muligheder for udvikling af elektroniske enheder. Det kunne for eksempel være muligt at lave transistorer med forskellige båndgab, som kunne bruges til at forbedre effektiviteten af ​​solceller og andre elektroniske enheder.

Forskningen blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications.