Sinds grafeen in 2004 voor het eerst werd geïsoleerd met behulp van plakband, onderzoekers hebben zich opgewonden tot het materiaal gewend om de mogelijke toepassingen ervan te ontdekken. Een enkele laag koolstofatomen waarvan de toepassingen variëren van ultrasnelle elektronica tot biosensoren tot flexibele displays, grafeen is sterk, licht, transparant, en een geleider van warmte en elektriciteit. Maar wat kunnen we met dit nieuwe materiaal? Terwijl onderzoekers over de hele wereld laag na laag van potentiële toepassing wegpellen, Milaan Begliarbekov, een promovendus aan het Stevens Institute of Technology, heeft een aantal unieke toepassingen gevonden voor dit onderscheidende materiaal.

Grafeen is belast met mogelijkheden voor Milaan. Met de hulp van een Stevens-faculteit van wereldklasse, ondersteuning van de National Science Foundation (NSF) Graduate Teaching Fellows in K-12 Education (GK-12) programma via de New Jersey Alliance for Engineering Education (NJAEE), en een onderscheiding van het Air Force Office of Scientific Research (AFOSR), Milan doet baanbrekend onderzoek naar het materiaal. Hij heeft al twee artikelen gepubliceerd over grafeen in Technische Natuurkunde Brieven bij het nastreven van zijn Ph.D. en heeft een derde paper in de pijplijn. Beide gepubliceerde artikelen zijn ook geselecteerd voor de Virtueel tijdschrift voor wetenschap en technologie op nanoschaal .

Zijn eerste gepubliceerde artikel, "Bepaling van de randzuiverheid in dubbellaags grafeen met behulp van -Raman-spectroscopie, " bevestigt een techniek om onderscheid te maken tussen monolaag en dubbellaags grafeen, en introduceert een nieuwe methode om de samenstelling van chirale randen van grafenen te kwantificeren door middel van µ-Raman-spectroscopie.

Het tweede artikel van Milaan, "Aperiodische geleidbaarheidsoscillaties in quasiballistische grafeenheterojuncties, " vestigt een nieuwe signatuur van Klein-tunneling in grafeenheterojuncties. Het onderzoek heeft toepassingen in nano-elektronica zoals grafeen-veldeffecttransistoren (GFET), waarvan is aangetoond dat ze in staat zijn tot ultrahoge frequentie (300 GHz) te werken.

Het volgende artikel van Milaan, nog te publiceren, is "kwantuminductie en hoogfrequente oscillatoren in grafeen nanolinten." Het artikel stelt een nieuwe techniek voor voor het meten van de snelheid van ultrahoge frequentietransistoren. Momenteel is het erg moeilijk om ultrahoogfrequente signalen boven 40 GHz puur elektronisch te meten. Echter, Het onderzoek van Milaan geeft aan dat grafeen nanoribbons kunnen dienen als volledig elektronische ultrahoogfrequente oscillatoren en filters, die de mogelijkheden van hoogfrequente elektronica naar nieuwe gebieden zou uitbreiden.

Omdat grafeenvlakken voor het eerst werden geïsoleerd, veel onderzoek heeft zich gericht op de toepassingen van het materiaal in nano-elektronica, vanwege de hoge elektrische geleidbaarheid. Maar onderzoekers van Stevens hebben een andere benadering gekozen, baanbrekende toepassingen van dit unieke materiaal in de optica. Het onderzoek van Milan is een mooi voorbeeld van dit innovatieve denken.

Terwijl hij werkt met een materiaal waarvan de grootste toepassingen misschien nog niet gerealiseerd zijn, Milan zegt dat hij geniet van het niveau van creativiteit dat hij krijgt bij het verkennen van de mogelijkheden van grafeen. "Ik werk graag met professor Strauf, vanwege de vrijheid die hij me geeft om mijn eigen onderzoeksprojecten te kiezen, " zegt Milan. "Hij laat me dingen onderzoeken die ik interessant vind, in plaats van me te vragen om aan een vooraf gedefinieerd onderzoeksdoel te werken."

"Aangezien ons team net twee jaar geleden is begonnen met grafeen te werken in samenwerking met de groep van professor Yang van de afdeling Werktuigbouwkunde, Het onderzoekssucces van Milaan is opmerkelijk, " zegt dr. Stefan Strauf, Universitair docent Physics and Engineering Physics (PEP) en directeur van het Nanophotonics-lab. "Milan is een van die unieke afgestudeerde studenten die je in je lab tot een dozijn zou willen klonen om al zijn ideeën uit te voeren."

De verkenning van ideeën heeft ook geleid tot de creatie van een systeem dat gebruik maakt van de unieke reactie van grafeen op licht. Werken met Stevens faculteit Dr. Stefan Strauf en Dr. Chris Search, die tevens universitair docent PEP is, Milan is vastbesloten om nieuwe ideeën om te zetten in octrooieerbare technologie. "We zijn verheugd aan te kondigen dat met de hulp van het Office of Academic Entrepreneurship, Milan is bezig met het aanvragen van een patent voor een nieuwe toepassing van grafeen dat zijn bijna perfecte efficiëntie als geleider uitbuit, " zegt Dr. Christos Christodoulatos, Professor en Associate Provost van Academisch Ondernemerschap.

Naast de AFOSR-subsidie, Milaan werd ook ondersteund door het NSF GK-12-programma via NJAEE. Als NJAEE-fellow van 2008 tot 2010 Milan werkte samen met mentoren van leraren in lokale middelbare schoolklaslokalen om jongere leerlingen kennis te laten maken met baanbrekend wetenschappelijk en technisch onderzoek. Het GK-12-programma is opgericht ter ondersteuning van het doel van de NSF om de wetenschap te verbeteren, technologie, Engineering, en wiskunde (STEM) leerplannen voor K-12 leraren en studenten. "Het NJAEE-programma biedt afgestudeerde studenten een unieke kans om hun onderwijs- en communicatievaardigheden te verbeteren, wekt in hen de geest van innovatie en ondernemerschap, and at the same time provides them a forum to share their passion and enthusiasm for science and engineering with younger students, " says Dr. Frank Fisher, Associate Professor of Mechanical Engineering and co-Director of the Stevens Nanotechnology Graduate Program who is a co-PI on the NJAEE project. "Milan was just fantastic as a NJAEE Fellow, and has recently been able to apply these skills as an instructor in the Physics department here at Stevens as well as Queensborough Community College of CUNY."

The patent and papers are the most recent examples of Milan's success at Stevens. As an undergraduate at Stevens, Begliarbekov took advantage of both the Charles V. Schaeffer, Jr. School of Engineering and Sciences and what would become the College of Arts and Letters to graduate with two degrees, a B.S. in Physics and a B.A. in Literature. Having taken graduate-level courses in nanotechnology as an undergraduate, "I was already ahead of the curve, " hij zegt, when it came to searching for a graduate program.