Natuurkundigen van de Universiteit van Basel hebben voor het eerst aangetoond dat elektronen in grafeen langs een vooraf gedefinieerd pad kunnen worden verplaatst. Deze beweging gebeurt geheel zonder verlies en zou een basis kunnen vormen voor tal van toepassingen op het gebied van elektronica. De onderzoeksgroep onder leiding van professor Christian Schönenberger van het Zwitserse Nanoscience Institute en de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Basel publiceert zijn resultaten samen met Europese collega's in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .

Voor een paar jaar, de onderzoeksgroep onder leiding van professor Christian Schönenberger van het Zwitserse Nanoscience Institute en de afdeling Natuurkunde heeft gekeken naar grafeen, het "wondermateriaal". Wetenschappers van de Universiteit van Basel hebben methoden ontwikkeld waarmee ze kunnen rekken, onderzoeken en manipuleren lagen van puur grafeen. Daarbij, ze ontdekten dat elektronen vrijwel ongestoord kunnen bewegen in dit pure grafeen - vergelijkbaar met lichtstralen. Om de elektronen van de ene specifieke plaats naar de andere te leiden, ze waren van plan om de elektronen actief langs een vooraf gedefinieerd pad in het materiaal te leiden.

Elektrische en magnetische velden gecombineerd

Voor de eerste keer, de wetenschappers in Bazel zijn erin geslaagd de geleiding van de elektronen aan en uit te zetten en ze zonder verlies te geleiden. Het toegepaste mechanisme is gebaseerd op een eigenschap die alleen in grafeen voorkomt. Door een elektrisch veld en een magnetisch veld te combineren, bewegen de elektronen langs een slangentoestand. De lijn buigt naar rechts, dan naar links. Deze omschakeling is te wijten aan de opeenvolging van positieve en negatieve massa - een fenomeen dat alleen in grafeen kan worden gerealiseerd en als een nieuwe schakelaar zou kunnen worden gebruikt.

"Een nanoschakelaar van dit type in grafeen kan in een grote verscheidenheid aan apparaten worden ingebouwd en eenvoudig worden bediend door het magnetische veld of het elektrische veld te veranderen, " zegt professor Christian Schönenberger over de laatste resultaten van zijn groep. Teams van natuurkundigen uit Regensburg, Boedapest en Grenoble waren ook betrokken bij de studie gepubliceerd in " Natuurcommunicatie ".

Materiaal met bijzondere eigenschappen

Grafeen is een heel bijzonder materiaal met veelbelovende eigenschappen. Het bestaat uit een enkele laag koolstofatomen, maar is mechanisch nog steeds zeer duurzaam en resistent. Vooral de uitstekende elektrische geleidbaarheid maakt grafeen het onderwerp van onderzoek door talloze teams van wetenschappers over de hele wereld.

De bijzondere eigenschappen van dit materiaal zijn enkele decennia geleden theoretisch onderzocht. Echter, pas in 2004 slaagden natuurkundigen Andre Geim en Kostya Novoselov erin grafeen te produceren voor experimentele tests. De twee onderzoekers gebruikten plakband om individuele tweedimensionale grafeenlagen van het oorspronkelijke materiaal af te pellen, grafiet. Voor deze ogenschijnlijk eenvoudige methode ontvingen ze in 2010 de Nobelprijs voor Natuurkunde. waarmee voor het eerst experimenteel grafeenonderzoek mogelijk was. Vanaf dat moment, onderzoekers wereldwijd hebben het productieproces met enorme snelheid geperfectioneerd.