Natuurkundigen van de Universiteit van Manchester hebben een manier ontdekt om de kristalstructuur van grafeen te veranderen, een tweedimensionaal materiaal gemaakt van koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal rooster. De ontdekking zou gevolgen kunnen hebben voor de ontwikkeling van nieuwe elektronische apparaten, zoals transistors en zonnecellen.

Grafeen is een veelbelovend materiaal voor elektronische apparaten omdat het een uitstekende elektrische en thermische geleidbaarheid heeft. Het gebruik ervan in apparaten is echter beperkt omdat het moeilijk is om de kristalstructuur ervan te controleren. De kristalstructuur van grafeen bepaalt de elektronische eigenschappen ervan, zoals de bandafstand, het energieverschil tussen de valentie- en geleidingsbanden.

De natuurkundigen uit Manchester ontdekten dat ze de kristalstructuur van grafeen konden veranderen door druk uit te oefenen. Ze gebruikten een diamanten aambeeldcel om druk uit te oefenen tot 25 gigapascal (GPa), wat overeenkomt met de druk in het midden van de aarde.

Bij deze druk transformeerde het grafeenrooster in een nieuwe kristalstructuur genaamd ABC-stapeling. Bij ABC-stapeling zijn de koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal rooster, maar de lagen zijn in een afwisselend patroon gestapeld. Deze nieuwe kristalstructuur heeft een andere bandafstand dan het oorspronkelijke grafeenrooster, waardoor het geschikter zou kunnen zijn voor bepaalde elektronische apparaten.

De ontdekking van een manier om de kristalstructuur van grafeen te veranderen zou nieuwe mogelijkheden kunnen openen voor de ontwikkeling van elektronische apparaten. Het zou bijvoorbeeld mogelijk kunnen zijn om transistors te maken met verschillende bandafstanden, die kunnen worden gebruikt om de efficiëntie van zonnecellen en andere elektronische apparaten te verbeteren.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.