A grafénban lévő elektronok viselkedését írta le a Nobel-díjas fizikuspár

A Nature Physics szakfolyóiratban közzétett tanulmányban az orosz születésű Andre Geim és Konstantin Novoselov fizikusok leírják, hogy egy kétdimenziós grafén lapon 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 - csupán egy atomnyi - rétegben a kvantumfizika világából származó kivételes tulajdonságokkal bír. Mivel a grafén gyakorlatilag átlátszó és jó vezető, ezért alkalmas átlátszó érintőképernyők, fénypanelek és talán még napelemek gyártására is.

Az anyag különlegessége, hogy átlátszósága mellett mégis annyira tömör, hogy a legkisebb gázatom se 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 talán a legesélyesebb anyag arra, hogy felváltsa a szilíciumot például 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.

Geim és Novoselov jelenleg a Manchesteri Egyetemen tevékenykedik.