(Phys.org) -- Onderzoekers van de Universiteit van Manchester hebben aangetoond dat grafeen kan worden gebruikt als bouwsteen om nieuwe 3D-kristalstructuren te creëren die niet worden beperkt door wat de natuur kan produceren.

Individuele grafeenplaten tussen isolerende lagen inklemmen om elektrische apparaten met unieke nieuwe eigenschappen te produceren, de methode zou een nieuwe dimensie van natuurkundig onderzoek kunnen openen.

Inschrijven Natuurmaterialen , de wetenschappers laten zien dat een nieuwe beeldvormingstechniek met zijaanzicht kan worden gebruikt om de individuele atomaire lagen van grafeen in de apparaten die ze hebben gebouwd te visualiseren. Ze ontdekten dat de structuren bijna perfect waren, zelfs wanneer er meer dan 10 verschillende lagen werden gebruikt om de stapel te bouwen.

Dit verrassende resultaat geeft aan dat de nieuwste technieken voor het isoleren van grafeen een enorme sprong voorwaarts kunnen zijn voor engineering op atomair niveau.

Deze ontwikkeling geeft meer gewicht aan de geschiktheid van grafeen als een belangrijk onderdeel in de volgende generatie computerchips.

De beeldvormingsbenadering van de onderzoekers werkt door eerst een dun plakje uit het midden van het apparaat te extraheren. Dit is vergelijkbaar met het doorsnijden van een rots om de geologische lagen te onthullen of het snijden in een chocoladetaart om de individuele lagen glazuur te onthullen.

De wetenschappers gebruikten een ionenstraal om in het oppervlak van het grafeen te snijden en een greppel te graven aan weerszijden van het gedeelte dat ze wilden isoleren. Vervolgens verwijderden ze een dun plakje van het apparaat. Wondermateriaal grafeen is een tweedimensionaal materiaal dat bestaat uit een enkele laag koolstofatomen die zijn gerangschikt in een honingraat- of kippengaasstructuur. Het is het dunste materiaal ter wereld en toch ook een van de sterkste. Het geleidt elektriciteit even efficiënt als koper en presteert beter dan alle andere materialen als warmtegeleider.

Door zijn opmerkelijke eigenschappen aan te tonen, wonnen professor Andre Geim en professor Kostya Novoselov in 2010 de Nobelprijs voor natuurkunde. De Universiteit van Manchester bouwt een ultramodern nationaal grafeeninstituut om voorop te blijven lopen in grafeenonderzoek.

Dr Sarah Haigh, van de School of Materials van de Universiteit van Manchester, zei:"Het verschil is dat onze plakjes slechts ongeveer 100 atomen dik zijn en dit stelt ons in staat om de individuele atomaire lagen van grafeen in projectie te visualiseren.

"We hebben ontdekt dat de waargenomen ruwheid van het grafeen gecorreleerd is met hun geleidbaarheid. Natuurlijk moeten we al onze elektrische metingen doen voordat we in het apparaat snijden. We konden ook zien dat de lagen perfect schoon waren en dat er eventueel vuil achterbleef over van productie gescheiden in geïsoleerde vakken en had dus geen invloed op de prestaties van het apparaat.

"We zijn van plan deze nieuwe benadering voor zijaanzicht-beeldvorming te gebruiken om de prestaties van onze grafeenapparaten te verbeteren."