De plaats en de elektronische toestand van de afzonderlijke atomen in grafeen zijn voor het eerst zichtbaar gemaakt met een speciale tastmicroscoop. Deze resultaten werden onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Physical Review Letters.
Elektronen kunnen met één vijfde van de lichtsnelheid door het materiaal bewegen, waardoor het uitzonderlijk goed elektriciteit geleidt. De kleine afmetingen van dit nanomateriaal maken het echter moeilijk om grafeen precies te bestuderen.
Samen met onderzoekers van de Finse Aalto University, wisten de Utrechtse wetenschappers het grafeen gedetailleerd in beeld te brengen met een uitgebreide versie van een tastmicroscoop. In deze microscoop kunnen velletjes grafeen met afmetingen van micro- tot nanometer gemaakt en gemeten worden zonder het vacuüm te verlaten. De microscoop maakt beelden van de afzonderlijke velletjes grafeen door met een naald die eindigt op één atoom het grafeenoppervlak af te tasten. Hierbij voelt de Utrechtse tastmicroscoop niet alleen atoom per atoom de vorm van de nanostructuur, maar meet ook de elektronische toestand van de afzonderlijke atomen. Wereldwijd zijn momenteel maar drie tastmicroscopen die dit kunnen.
De bijzondere eigenschappen van grafeen zijn afhankelijk van de afmetingen van het materiaal. Experimenteel moet echter nog worden vastgesteld hoeveel koolstofatomen minimaal nodig zijn om goede stroomgeleiding te behouden. Door de metingen in Utrecht blijkt nu dat zelfs een velletje grafeen met afmetingen van enkele nanometers nog een goede geleiding heeft. De onderzoekers onder leiding van prof. Daniël Vanmaekelbergh werken momenteel aan metingen op linten van grafeen met een breedte van slechts zes koolstofatomen.
Publicatie: Quantum-Confined Electronic States in Atomically Well-Defined Graphene Nanostructures, Phys. Rev. Lett. 107, 236803 (2011), 2 Dec 2011.
Meer informatie
Meer info: Robert Kerst, wetenschapsvoorlichter faculteit Bètawetenschappen, (030) 253 1422, R.Kerst@uu.nl.
Roy Keeris, persvoorlichter Universiteit Utrecht, (030) 253 2411, r.b.keeris@uu.nl.
Bron: drimble.nl