Grafeen nanoribbons kunnen binnenkort veel gemakkelijker te produceren zijn. Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), de University of Tennessee en Oak Ridge National Laboratory in de VS zijn erin geslaagd om dit veelzijdige materiaal voor het eerst rechtstreeks op het oppervlak van halfgeleiders te produceren. Tot nu, dit was alleen mogelijk op metalen oppervlakken. De nieuwe aanpak stelt wetenschappers ook in staat om de eigenschappen van de nanoribbons aan te passen. Opslagtechnologie is een van de mogelijke toepassingen van het materiaal. Het onderzoeksteam rapporteert over de resultaten in het komende nummer van Wetenschap .

Voor jaren, grafeen wordt beschouwd als het materiaal van de toekomst. In simpele termen, het is een tweedimensionaal koolstofoppervlak dat lijkt op een honingraat. Deze bijzondere structuur geeft het materiaal onderscheidende eigenschappen:bijv. het is extreem stabiel en ultralicht. Er is een bijzondere interesse in grafeen nanoribbons, omdat ze een halfgeleidermateriaal zijn dat kan worden gebruikt, bijvoorbeeld, in de elektro- en computerindustrie. "Dit is de reden waarom veel onderzoeksgroepen over de hele wereld hun inspanningen richten op grafeen nanoribbons, " legt chemicus professor Konstantin Amsharov van MLU uit. Deze linten, die slechts nanometer groot zijn, bestaan ​​uit slechts enkele koolstofatomen breed. Hun eigenschappen worden bepaald door hun vorm en breedte. Toen het onderzoek naar grafeen net begon, de banden werden geproduceerd door grotere secties te snijden. "Dit proces was erg ingewikkeld en onnauwkeurig, ' zegt Amsharov.

Hij en collega's uit Duitsland, de VS en Polen, zijn er nu in geslaagd de productie van de felbegeerde nanolinten te vereenvoudigen. Het team produceert het materiaal door individuele atomen samen te voegen, waardoor de eigenschappen kunnen worden aangepast. De onderzoekers zijn er voor het eerst in geslaagd de linten op het oppervlak van titaniumoxide te produceren, een niet-metalen materiaal. "Tot nu, de linten werden voornamelijk gesynthetiseerd op gouden oppervlakken. Dit is niet alleen relatief duur, maar ook onpraktisch " legt Amsharov uit. Het probleem met deze benadering is dat goud elektriciteit geleidt. Dit zou de eigenschappen van de grafeen-nanoribbons direct teniet doen, daarom is deze methode alleen gebruikt in fundamenteel onderzoek. Echter, het goud was in de eerste plaats nodig als katalysator om de nanolinten te produceren. In aanvulling, de nanolinten moesten van het gouden oppervlak naar een ander oppervlak worden overgebracht - een zeer lastige onderneming. De nieuwe aanpak die Amsharov en zijn collega's hebben ontdekt, lost deze reeks problemen op.

"Onze nieuwe methode stelt ons in staat om volledige controle te hebben over hoe de grafeen nanoribbons worden geassembleerd. Het proces is technologisch relevant omdat het ook op industrieel niveau kan worden gebruikt. Het is ook kosteneffectiever dan eerdere processen, " zegt Amsharov, samengevat. Er zijn tal van toepassingsgebieden voor de nanoribbons:ze kunnen worden gebruikt in toekomstige opslag- en halfgeleidertechnologie en ze spelen een cruciale rol in de ontwikkeling van kwantumcomputers.