Grafeeni lähempänä käytäntöä21.11.2013 Grafeenin kytkennässä reaalimaailmaan on jo onnistuttu mutta sen käyttö elektroniikassa tuntuu vaativan vuorovaikutusta muiden materiaalien kanssa. Tohtorikoulutettava Menno Bokdam University of Twente MESA+ Institute for Nanotechnologystä on tutkinut mitä tapahtuu, jos kerros boorinitridiä liitetään kupari- ja grafeenikerroksen. Kaksiulotteisella boorinitridillä on miltei samanlainen kanaverkkomainen rakenne kuin grafeenilla mutta se ei johda sähköä. Kun nämä kaksi asetetaan kuviorakenteiden osalta sopivaan kulmaan päällekkäin, miehitettyjen ja tyhjien energiatilojen välille syntyy aukko. Kun yhdistelmä edelleen sijoitetaan kuparille, saadaan kontakti ulkomaailmaan ja myös kuparin ja boorinitridin rajapintaan muodostuu dipolikerros. Koska boorinitridikerros on erittäin ohut, varaus kykenee tunneloitumaan boorinitridin läpi vaikka se ei johda sähköä. Dipolikerroksella on suuri vaikutus tunneloituvien elektronien määrän. Valitsemalla sopiva metalli ja sähkökenttä, varauksenkuljettajien pitoisuus grafeenissa ja siten virran johtumiseen grafeenin kautta voidaan vaikuttaa. Toinen linja hyödyntää grafeenia löytyy sen mekaanisista ominaisuuksista. Columbia Engineeringin tutkijat ovat rakentaneet grafeenista nanomekaanisen järjestelmän (NEMS), joka voi generoida FM-signaaleja eli maailman pienimmän FM-radiolähettimen. Tutkijat hyödynsivät grafeenin mekaanista venyvyyttä kehittämänsä oskillaattorin antotaajuuden viritykseen, luoden näin nanomekaanisen version elektronisesta jänniteohjatusta oskillaattorista (VCO). Rakennetun grafeenimekaanisen oskillaattorin taajuus oli noin 100 megahertsiä, jota sitten moduloitiin iPhonesta tuodulla musiikilla ja kuunneltiin FM-vastaanottimesta. Vaikka ratkaisua ei voida käyttää korvaamaan perinteisiä radiolähettimiä, sille löytynee käyttöä kohteissa, joissa radiopiirejä halutaan integroida muuhun elektroniikkaan. Lisäksi grafeenin suuri mekaaninen lujuus mahdollistaa taajuuden virityksen laajalla kaistalla. Kyseessä onkin ensimmäisiä demonstraatioita siitä miten tämä ihmemateriaali voidaan liittää käytännön teknologia kehitykseen. |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.