fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Nauka

Polski rywal grafenu

Niezwykle wytrzymała warstwa grafenu ma grubość jednego atomu
AFP
Fizyka | Odkrycie badaczy z Uniwersytetu Warszawskiego może przynieść rewolucję w elektronice - pisze Krzysztof Kowalski.
Grafen nie jest jedynym materiałem jednowarstwowym grubości jednego atomu. Natura zjawisk zachodzących w takich materiałach jest jeszcze słabo poznana – okazuje się, że w podobnych substancjach zachodzą odmienne zjawiska. Z tego powodu właściwości pozornie zbliżonych materiałów mogą być bardzo różne.
Wykazali to badacze z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego, współpracując z Laboratoire National des Champs Magnetiques Intenses w Grenoble. Zespołem kieruje prof. Adam Babiński.

Podobne, ale inne

Grafen uzyskuje się z grafitu. Kryształy grafitu składają się z wielu przylegających do siebie warstw – są to warstwy grafenowe. Grafit to jedna z postaci węgla.
Atomy węgla w każdej warstwie powiązane są między sobą bardzo silnymi wiązaniami – właśnie dzięki temu grafen ma tak niezwykłą wytrzymałość. Ale poszczególne warstwy w kryształach grafitu połączone są o wiele słabiej (to tzw. siły van der Waalsa). Dlatego zwykła taśma klejąca wystarcza, aby przezwyciężyć te słabe siły wiążące poszczególne warstwy – jest w stanie odrywać od kryształów grafitu pojedyncze warstwy grafenu.
Podobnie jak z grafitu uzyskuje się grafen, z innych kryształów – siarczków, selenków, tellurków – także udaje się uzyskiwać warstwy podobne do grafenu.
Uwagę fizyków z Uniwersytetu Warszawskiego zwrócił dwusiarczek molibdenu (MoS2). Związek ten występuje jako minerał molibdenit.
Przypomina grafit, z którym nawet bywa mylony, w dotyku jest tłustawy, na papierze pozostawia ślad. Jest powszechnie wykorzystywany do produkcji stopów metali, gęstych smarów, w przemyśle chemicznym i elektronicznym. Występuje praktycznie na wszystkich kontynentach, w Polsce na Dolnym Śląsku w okolicach Strzegomia, Strzelina, Kowar, Cieplic, Jeleniej Góry, Szklarskiej Poręby.
Fizycy z Uniwersytetu Warszawskiego odkryli, że warstwa dwusiarczku molibdenu, grubości atomu, różni się zasadniczo od podobnej warstwy grafenu – charakteryzuje się „przerwą energetyczną".
Jej istnienie oznacza, że elektrony nie mogą przyjmować dowolnych energii i przykładając pole elektryczne, materiał można przełączyć ze stanu, w którym przewodzi prąd, w stan, w którym zachowuje się jak izolator.
Dzięki tej właściwości wyłączony tranzystor z dwusiarczku molibdenu zużywałby kilka tysięcy razy mniej energii od tranzystora krzemowego. Natomiast grafen nie ma przerwy energetycznej, dlatego zbudowanych z niego tranzystorów nie da się całkowicie wyłączyć.
Artykuł polskich badaczy poświęcony temu zjawisku zamieszcza pismo „Applied Physics Letters".

Mamy szansę

–  Nowe materiały warstwowe stanowią jeden z tematów strategicznego programu badań Unii Europejskiej – Graphene Flagship – powiedział „Rz" prof. Adam Babiński. – Naszej szansy upatrujemy w tym, że posiadamy laboratoria badawcze wyposażone w najnowocześniejszy sprzęt, mamy doświadczenie w badaniach grafenu i współpracujemy z najlepszymi specjalistami w dziedzinie własności struktur niskowymiarowych.
Choć największy wysiłek badaczy skierowany jest na poznanie pojedynczych warstw tych materiałów, to także ich trójwymiarowe formy, choć intensywnie badane już od pół wieku,  pozostawiają jeszcze wiele do zrozumienia. Fizyka półprzewodników zawsze była i jest na Uniwersytecie Warszawskim na światowym poziomie.
– Jestem przekonany, że w przyszłości pojawi się szansa podobna do dotychczasowych doświadczeń z grafenem. Jednak kiedy startujemy, trudno oszacować skalę czasu. Ewentualny sukces w dziedzinie badań dwusiarczku molibdenu i potencjalne zastosowania muszą się wiązać z finansowaniem zarówno badań podstawowych, jak i stosowanych – podkreślił prof. Babiński.
Źródło: Rzeczpospolita
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA