Előd
7 °C
16 °C

Áttörést ért el grafénkutatásban a Nobel-díjas fizikuspár

2011.07.25. 11:51
A legutóbbi fizikai Nobel-díj nyertesei vasárnap megjelent tanulmányukban ismertették: sikerült új módszert kidolgozniuk arra, hogy az egy atom vastag szénrácsot, a grafént az elektronok szintjén tanulmányozzák.

A Nature Physics szakfolyóiratban közzétett tanulmányban az orosz születésű Andre Geim és Konstantin Novoselov fizikusok leírják, hogy egy kétdimenziós grafénlapon megfigyelték az elektronok közötti kölcsönhatásokat, miközben az anyag különleges tulajdonságait tanulmányozták. A grafén nem más, mint egyetlen atom vastagságú grafitréteg, melyben a szénatomok hatszögletű, méhsejtekre hasonlító rácsban foglalnak helyet.

Geim és Novoselov korábban megmutatta, hogy a szén extrém vékony rétegben a kvantumfizika világából származó kivételes tulajdonságokkal bír. Mivel a grafén gyakorlatilag átlátszó és jó vezető, alkalmas érintőképernyők, fénypanelek és talán még napelemek gyártására is.
Az anyag különlegessége, hogy átlátszósága mellett annyira tömör, hogy a egy gázatom sem képes áthatolni rajta. Az elektromosságot csaknem olyan jól vezeti, mint a réz. A kétdimenziós grafénnel végzett kísérletek lehetővé teszik a fizikusoknak azt is, hogy a kvantumfizikai jelenségeket tanulmányozzák rajta.

A Geim-Novoselov páros különlegesen jó minőségű grafénlapokat vákuumba helyezett, hogy az elektronszórás torzító hatásától mentesen tanulmányozhassák, miként lépnek kölcsönhatásba az elektronok. Megállapították, hogy a grafénban igen nagy sebességgel mozognak az elektronok. Ez a sebesség akár 1000 kilométer is lehet másodpercenként, amely harmincszor gyorsabb az elektronoknak a szilíciumban mért sebességénél. A grafénban való elektronmozgás a fény részecskéinek, a fotonoknak a mozgását utánozza.

A tudósok sajtóközleményükben kiemelték, hogy az új anyag elektronikai tulajdonságainak megértése egy lépéssel közelebb visz a grafénra alapuló elektronika kifejlesztéséhez. A grafén a legesélyesebb anyag arra, hogy felváltsa a szilíciumot a telefonokban, számítógépekben, televíziókban és minden más elektronikai eszközben. Elméletileg 1947-ben igazolták, hogy a grafén mint anyag létezik. Előállítaniuk a ma már Nobel-díjas fizikusoknak sikerült 2004-ben. A kutatók kísérleteik során a közönséges ceruzabélhez hasonló grafitdarabkából állították elő a szupervékony anyagot, közönséges ragasztószalagot használtak arra, hogy egy atomnyi réteget nyújtsanak belőle.