Wetenschappers hebben kunnen aantonen dat grafeennanostructuren kunnen worden gegenereerd door een paar jaar lang een nanogestructureerd siliciumcarbidekristal te gloeien. "Deze tweedimensionale, ruimtelijk sterk beperkte koolstofbanden vertonen zelfs bij kamertemperatuur een verdwijnend kleine elektrische weerstand. Ze zijn dus ballistisch, " legt prof. dr. Christoph Tegenkamp uit, Hoofd van het lectoraat Solid Surfaces Analysis aan de Chemnitz University of Technology. Iets soortgelijks gebeurt niet, bijvoorbeeld, met een geëxpandeerde en perfect tweedimensionale laag grafeen.

Natuurkundigen aan de Chemnitz University of Technology, in samenwerking met onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (Nederland), het Max Planck Instituut in Stuttgart, en het MAX IV-laboratorium in Lund (Zweden), slaagden erin om dit kwantumeffect beter te begrijpen. "We konden voor het eerst de exacte structuur van deze zogenaamde nanoribbons verifiëren met behulp van een transmissie-elektronenmicroscoop met extreem hoge resolutie, " meldt promovendus Markus Gruschwitz van het lectoraat Solid Surfaces Analysis. Thi Thuy Nhung Nguyen, die ook bezig is met het afronden van haar doctoraatsstudie op dit gebied, voegt toe, "Samen met metingen van de scanning tunneling microscoop, de specifieke kwantumtoestand van dit systeem kan nu worden gelokaliseerd en gespectroscopie met hoge resolutie."

Voor een theoretische beschrijving van de elektronische structuur is het van belang dat de rand van de grafeen-nanostructuur een binding heeft met het substraat en dat de daardoor veroorzaakte buiging een zogenaamd spanningseffect veroorzaakt. Met behulp van dit model, het was ook mogelijk om de spinpolarisatie van de migrerende elektronen te verklaren. "Deze verbuiging van de grafeenstructuur heeft een effect dat vergelijkbaar is met dat wat anders alleen wordt gevonden in materialen met een sterke spin-baankoppeling. Interessant is dat grafeen zelf heeft een verdwijnend kleine spin-baan interactie, ', zegt Tegenkamp.

De onderzoeksresultaten werden gepresenteerd in het huidige nummer van Nano-letters . De auteurs van de studie zijn er zeker van dat de exploitatie van gedefinieerde krommingen zal leiden tot nieuwe functionaliteiten in zogenaamd triviale structuren en materialen, en dat het onderzoeksgebied van straintronics verder zal worden ingeburgerd.