Kemikere opnår gennembrud i syntesen af ​​grafen nanobånd

Grafen nanobånd kan snart blive meget nemmere at producere. Et internationalt forskerhold ledet af Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), University of Tennessee og Oak Ridge National Laboratory i USA er lykkedes med at fremstille dette alsidige materiale for første gang direkte på overfladen af ​​halvledere. Indtil nu, dette var kun muligt på metaloverflader. Den nye tilgang gør det også muligt for forskere at tilpasse egenskaberne af nanobåndene. Opbevaringsteknologi er en af ​​de potentielle anvendelser af materialet. Forskerholdet rapporterer om sine resultater i det kommende nummer af Videnskab .

Årevis, grafen er blevet betragtet som fremtidens materiale. Enkelt sagt, det er en todimensionel kulstofoverflade, der ligner en honningkage. Denne specielle struktur giver materialet karakteristiske egenskaber:f.eks. den er ekstremt stabil og ultralet. Der er en særlig interesse for grafen nanobånd, da de er et halvledermateriale, der kunne bruges, for eksempel, i el- og computerbranchen. "Det er grunden til, at mange forskningsgrupper rundt om i verden fokuserer deres indsats på grafen nanobånd, " forklarer kemiker professor Konstantin Amsharov ved MLU. Disse bånd, som kun er nanometer store, består af kun få carbonatomer brede. Deres egenskaber bestemmes af deres form og bredde. Da grafenforskningen lige var begyndt, båndene blev fremstillet ved at skære større sektioner op. "Denne proces var meget kompliceret og upræcis, " siger Amsharov.

Han og kolleger fra Tyskland, USA og Polen, er det nu lykkedes at forenkle produktionen af ​​de eftertragtede nanobånd. Holdet producerer materialet ved at forbinde individuelle atomer, som gør det muligt at tilpasse egenskaberne. Det er lykkedes forskerne for første gang at fremstille båndene på overfladen af ​​titaniumoxid, et ikke-metallisk materiale. "Indtil nu, båndene blev hovedsageligt syntetiseret på guldoverflader. Dette er ikke kun forholdsvis dyrt, men også upraktisk, " forklarer Amsharov. Problemet med denne tilgang er, at guld leder elektricitet. Dette ville direkte ophæve egenskaberne af grafen nanobåndene, hvorfor denne metode kun har været brugt i grundforskning. Imidlertid, guldet var nødvendigt som en katalysator for at producere nanobåndene i første omgang. Ud over, nanobåndene skulle overføres fra guldoverfladen til en anden overflade - en meget vanskelig opgave. Den nye tilgang opdaget af Amsharov og hans kolleger løser dette sæt problemer.

"Vores nye metode giver os mulighed for at have fuldstændig kontrol over, hvordan grafen nanobåndene er samlet. Processen er teknologisk relevant, da den også kunne bruges på industrielt niveau. Den er også mere omkostningseffektiv end tidligere processer, " siger Amsharov, sammenfattende. Der er adskillige anvendelsesområder for nanobåndene:de kan bruges i fremtidens lagrings- og halvlederteknologi, og de spiller en afgørende rolle i udviklingen af ​​kvantecomputere.