Dunste grafietfolie ontdekt

Drielaags grafeen blijkt zich heel anders te gedragen dan dubbele en enkele laagjes. Dit schrijven wetenschappers van de Stichting Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM), het Delftse Kavli Institute of Nanoscience en van de Universiteiten van Genève en Tokio deze maand in het prestigieuze blad Nature Nanotechnology. De onderzoeksresultaten kunnen van groot belang zijn voor het sneller maken van elektronica en voor toepassing in moleculaire sensoren.
Grafeen is een laag koolstof van een atoom dik in de vorm van een bijenraat. Losjes opeengestapelde stukjes van dit tweedimensionale kristal vormen samen het grafiet dat in potloden zit.
Behalve voor potloden kan grafiet ook veelbelovend zijn voor snelle elektronica en moleculaire sensoren. Sinds de ontdekking van de tweedimensionale structuur in 2004, is er veel wetenschappelijke aandacht geweest voor de bijzondere elektronische eigenschappen van grafeen.
De zeer dunne velletjes van het koolstof kunnen zich gedragen als supergeleiders en als transistor. Dat meldde een Delfts onderzoeksteam onder aanvoering van dr.ir. Hubert Heersche en dr.ir. Pablo Jarillo-Herrero in 2007 in Nature.
Daarnaast is er het effect dat geladen deeltjes in grafeen hun massa ‘verliezen’. Dit opende een wereld van nieuwe fysische verschijnselen, die nog niet eerder waargenomen waren in andere materialen.
Over de optimale dikte van de folie voor nano-elektronische toepassingen was echter nog weinig bekend. Dat hiaat proberen onderzoekers nu op te vullen.
Drie blijkt het minimum aantal koolstoflaagjes te zijn dat het grafiet nodig heeft om andere elektronische eigenschappen te behouden. Drielaags grafeen zou je daarom ook ‘het dunste grafietfolie’ kunnen noemen.
Uit het onderzoek bleek dat de elektrische weerstand van het drielaagse grafeen sterk afneemt wanneer de sterkte van het elektrisch veld vergroot wordt. Dit is heel anders dan het gedrag dat één- en tweelaags grafeen laat zien. Voor een enkele laag hangt de weerstand niet af van het elektrisch veld, terwijl bij een dubbele laag de weerstand juist ordes van grootte stijgt als er een elektrisch veld wordt aangebracht.
De weerstand van drielaags grafeen kan dus ingesteld worden door een bepaalde sterkte van het elektrisch veld te kiezen. Volgens de Stichting FOM laat dit onderzoek zien dat enkel- en dubbellaags grafeen niet zonder meer gezien kan worden als de bouwstenen van de dikkere lagen. ‘Elke grafeenlaag op zich is een uniek materiaalsysteem met grotendeels onverkende elektronische eigenschappen’, schrijft het FOM in een persbericht. ‘Dat inzicht kan van groot belang zijn voor het sneller maken van elektronica en voor toepassing in moleculaire sensoren.’
De onderzoekers zelf, onder wie dr. Saverio Russo van het Kavli Institute of Nanoscience, waren niet voor commentaar bereikbaar.

“We hebben campingterrein de Krabbeplaat al in augustus vastgelegd. Het is heel moeilijk dat nu nog te verplaatsen”, vertelt Stephen Waters van L&R-studievereniging VSV Leonardo da Vinci. Rogier Pennings van studievereniging Het Gezelschap Practische Studie (civiele techniek) zit in hetzelfde schuitje: “Het wordt voor ons een taaie om ons weekend in Appelscha nu nog te verplaatsen. Het is een drukke periode.” Michiel Degen van studievereniging Curius bevestigt dat er weinig uitwijkmogelijkheden zijn: “Toen we van de plannen hoorden, hebben we geprobeerd een week eerder te reserveren, maar dat is niet gelukt. Ze zaten helemaal vol. Als de Owee wordt vervroegd, hebben we dus geen locatie.” 

Voor VSV is het probleem nog prangender. “We hebben altijd een strandmiddag waarop we een fly-over regelen met meer toestellen, waaronder vliegtuigen en helikopters van de landmacht”, legt Waters uit. “Daarvoor moeten piloten worden geregeld en de toestellen gereserveerd.”
Overigens zien de studieverenigingen het liefst dat de Owee helemaal niet verplaatst wordt. Renée van der Mijle van de Vereniging voor Technische Physica (natuurkunde), legt uit: “Ons eerstejaarsweekend zou dan drie weken voor het begin van het collegejaar moeten plaatsvinden. Dat is rond 7 augustus en middenin de vakantie. We zijn bang dat er minder deelnemers en helpers komen in die periode.” Het Technologisch Gezelschap (scheikunde) heeft het weekend al eens een week eerder georganiseerd. Jarmo Knulst: “We hadden toen maar 40 in plaats van de gebruikelijke 65 mensen.”
Aanleiding voor de vervroeging is de kennismakingstijd (KMT) van de grote studentenverenigingen. Die overlapt met de eerste collegeweek en zorgt zo voor vermoeide studenten in de collegebanken. Het college van bestuur (cvb) wil daarom een kortere kmt, maar zal – als dat niet lukt –  overgaan tot vervroeging van de Owee. Van der Mijle vindt dat oneerlijk. “We vinden het vreemd dat de Owee voor een kleine groep verplaatst wordt, terwijl de hele studentengemeenschap daar last van heeft.”
Studentenraadslid Hannah Saers van Oras stelde vorige week hetzelfde in de overlegvergadering met het cvb. De studentenraad vindt de verplaatsing ‘onacceptabel’.

Collegelid Paul Rullmann beloofde de gebrachte argumenten ‘ernstig te wegen’, maar desondanks lijkt de zaak voor de studieverenigingen weinig hoopvol. Rullmann: “Er is veel irritatie in de onderwijsgemeenschap over de slapende studenten. De situatie is daarom niet langer tolerabel. Linksom of rechtsom: er komt een oplossing.”