Material som inte borde existera får egen workshop

Den 20-21 april deltar Jari Kinaret tillsammans med flera andra chalmersforskare i en workshop om nanomaterialet grafén - världens tunnaste material. Workshopen om grafén-vetenskap är den första i Norden och hålls på Uppsala universitet.

Grafén är ett kolnanomaterial som tillverkades för första gången år 2004. Sedan dess har det blivit ett mycket intensivt forskningsområde, både för att grafén är vetenskapligt intressant och för att det finns viktiga tillämpningsområden. Fyra forskargrupper från Chalmers kommer att presentera resultat under workshopen, däribland Jari Kinarets grupp.
Här svarar Kinaret på fyra frågor.

Vad är det som är så speciellt med grafén?
- Grafén är idag det hetaste forskningsområdet inom materialvetenskap, och ett av de mest intressanta områdena inom nanovetenskap. För det första består grafén av bara ett atomlager. Det är det tunnaste materialet som finns idag, och troligtvis det tunnaste som någonsin kommer att finnas. Detta har betydelse för materialets mekaniska egenskaper.

- För det andra är grafén en halvmetall, som alltså befinner sig mellan isolatorer och metaller. Det innebär att det har ovanliga elektriska egenskaper. Till exempel så rör sig elektroner mycket snabbt i grafén, så det finns stora förhoppningar om att kunna bygga väldigt snabba elektriska kretsar med grafén.
- För det tredje så "visste" alla fysiker före 2004 att grafén inte skulle kunna existera, utan att skiktet av atomer bara skulle skrynkla eller rulla ihop sig. Men av någon anledning så kan det alltså existera. Varför vet vi inte riktigt.

Vad ska du prata om på workshopen?
- Min yngre kollega Andreas Isacsson ska presentera forskning som vi har gjort tillsammans. Det handlar om graféns mekaniska egenskaper. Materialet är så tunt att det beter sig fundamentalt annorlunda än andra material när man försöker böja det. När man böjer skikt av andra material så beror motståndet på att atomerna på ena sidan kommer närmare varandra och atomerna på andra sidan dras ifrån varandra. Eftersom grafén inte har flera skikt av atomer som påverkar varandra på detta sätt så har det helt nya egenskaper. Detta får bland annat konsekvenser för hur grafénskikt svänger när man sätter dem i rörelse.

Vad kan man använda den kunskapen till?
- Vi vill försöka bygga ställbara resonatorer, alltså resonatorer där man kan välja svängningsfrekvens. De skulle bland annat kunna användas i mobiltelefoner, till den interna klocka som styr telefonens analoga elektronik. Man skulle då behöva färre komponenter och man skulle kunna använda samma hårdvara över hela världen.

Vilka områden är Chalmers styrkor inom grafénforskningen?
- När det gäller graféns mekaniska egenskaper ligger vi långt framme inom den teoretiska forskningen. Vi ligger även i framkant inom teorin när det gäller att beskriva elektronstrukturen i gränsskikt mellan grafén och substrat, och att beskriva laddningstransport i nanostrukturerad grafén. På den experimentella sidan har vi expertis när det gäller att processa grafén, det vill säga att deponera grafén för att skapa elektriska komponenter som till exempel fälteffekttransistorer. Vårt gemensamma mål är att designa och testa grafénkomponenter för högfrekvenselektronik. Andra mål är att studera egenskaper och tillämpningar av frihängande grafén, och användning av grafén inom molekylelektronik.

För mer information, kontakta:
Jari Kinaret, Institutionen för teknisk fysik, Chalmers tekniska högskola
Tel: 031-772 36 68, Mobil: 0706-45 72 68
jari.kinaret@chalmers.se

Mikael Fogelström, Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap, Chalmers tekniska högskola
Tel: 031-772 31 96
mikael.fogelstrom@chalmers.se

Läs mer om den första nordiska workshopen om grafén-vetenskap:
www.kemi.uu.se/Nyheter/Grapheneworkshop.shtm

--
Ann-Christine Nordin | Webbjournalist, redaktör Chalmers nyheter | Chalmers tekniska högskola |
Telefon (work) +46 (0)31-772 2565 |