Eerste functionele transistor van grafeen een feit
Grafeen staat al jaren in de schijnwerpers als materiaal om supersnelle computerchips van te maken. De theorie staat als een huis, maar de praktijk liet op zich wachten. Tot nu, want vrijdag publiceerde wetenschappers in Science over de eerst werkende grafeentransistor. Onder hen is Radboud-hoogleraar Mikhail Katsnelson.
Het probleem met een transistor gemaakt van grafeen was dat de stroom eigenlijk te makkelijk werd doorgelaten door het materiaal. En dat is niet de bedoeling. Transistors, de piepkleine schakelaars binnen een computerchip, moeten in staat zijn stroom door te laten, maar desgewenst ook tegen te houden.
Geleiding van grafeen temperen
Katsnelson en zijn team hebben de (te) goede geleiding van grafeen nu ondervangen door het te combineren met dunne isolerende laagjes van ander materiaal. Deze laagjes gecombineerd met laagjes grafeen hebben precies de goede (half)geleidende eigenschappen. ‘Jaren geleden hebben we al met werkende grafeentransistors geëxperimenteerd, maar het is de vorm van deze schakeling die hem bijzonder maakt’, vult Katsnelson telefonisch aan. ‘Deze is namelijk uitermate geschikt te functioneren binnen in een computerchip, in tegenstelling tot de eerdere modellen.’
Snellere computerchips
Deze techniek staat nu nog in de kinderschoenen, maar de verwachting is dat de grafeentransistor uiteindelijk stukken kleiner wordt dan de huidige generatie transistors (die van silicium gemaakt zijn). Hoe kleiner de transistor hoe beter: het betekent dat er meer op een chip passen waardoor hij rekenkracht wint. Katsnelson is zelf erg blij met deze ontdekking. ‘Dit is echt een technologische doorbraak waar we al jaren op zitten te wachten’, zegt hij.
Nobelprijsonderzoek
Naast Katsnelson werd voor deze Science-publicatie ook een bijdrage geleverd door de Nobelprijswinnaars Andre Geim en Kostya Novoselov. Zij wonnen in 2010 de Nobelprijs voor de Natuurkunde voor hun onderzoek aan grafeen en werden in Nijmegen feestelijk onthaald. Een aantal belangrijke experimenten vonden namelijk in het magneetlab van de Radboud Universiteit plaats. Geim is nog steeds aan de universiteit verbonden als bijzonder hoogleraar en werkt nog regelmatig samen met Katsnelson. / Roel van der Heijden