Experimenten op grafeen hebben een aantal verrassende kwantumeffecten blootgelegd. Zo meldt Nature vandaag in 2 artikelen.
Grafeen is een laagje grafiet van slechts één atoom dik.
Vorig jaar in Science publiceerde Andre Geim van de universiteit van Manchester tezamen met collega"s van de universiteit van Chernogolovka in Rusland een methode om van grafiet grafeen te maken.
Uit onderzoek samen met de Radboud Universiteit te Nijmegen blijkt dat grafeen een erg goede geleider is.
De elektronen in grafeen gedragen zich als massaloze relativistische deeltjes die met een snelheid van ongeveer 106 meter per seconde bewegen. De nieuwe deeltjes worden massaloze Dirac-fermionen genoemd. De observatie dat de elektrische geleiding niet naar nul gaat bij lage temperaturen opent de vraag naar een mogelijk "universeel" minimaal geleidingsvermogen.
In het tweede artikel in Nature beaamt Philip Kim van de Columbia University al deze vindingen. Hij observeerde tevens een reeds voorspelde eigenschap, het "halfinteger" kwantum-Hall-effect. Het klassieke Hall effect is een elektrische spanning die ontstaat in de dwarsrichting van een geleider als gevolg van een magnetisch veld loodrecht op deze geleider. De kwantumvariant hiervan laat sprongen zien in deze elektrische spanning.
Vaste-stof experimenten bieden hiermee alternatieven voor dure deeltjesversnellers.
"De vindingen kunnen leiden tot nieuwe applicaties en elektronica op koolstofbasis", zo meldt Kim.
Bron: ScientificAmerican.com en physicsweb.org
