A Magyar Tudományos Akadémia (MTA) weboldalán jelent meg egy összefoglaló a grafén szerepéről az elektronikában, és a cikkben az MTA Energiatudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézetben működő Nanoszerkezetek Laboratórium vezetője, Biró László Péter jelenlegi magyarországi kutatásokról is beszámol.

A grafén

A kémikusok a nyolcvanas évek közepén jöttek rá: a szénatomok nemcsak úgy tudnak egymáshoz kapcsolódni, hogy a jól ismert gyémántot vagy grafitot alkossák, hanem nanoméretű (vagyis a méter egymilliárdod részének mérettartományába eső) gömböcskék – fullerének – is összeállhatnak belőlük. Ezután fedezték fel a szén nanocsöveket, majd pedig a kétezres évek elején két orosz kutató, Konsztantyin Novoszjolov és Andre Geim egy meglepően egyszerű módszerrel előállította a grafént, ezt az egyetlen atom vastagságú síkon hatszöges rácsban elrendeződő szénatomokból álló anyagot. Eredményükért 2010-ben fizikai Nobel-díjat kaptak.

A magyar kutatások

Biró László Péter korábban a szén nanocsövek tulajdonságait vizsgálta, majd 2005-ben kutatócsoportjával a bekapcsolódott a grafénkutatásba. Három évvel később a Nature Nanotechnology címlapon hozta tanulmányukat arról, hogyan lehet pásztázó alagútmikroszkóppal néhány nanométer széles grafénszalagokat kivágni. Módszerük irányt mutathat a grafénalapú félvezetők gyártása felé, melyek segíthetnek átlépni a szilíciumra épülő áramkörök további miniatürizálását meggátló fizikai korlátokat. A kellően keskeny szalagok meglepő mágneses tulajdonságuk miatt alkalmazhatók meghatározott spinű elektronok továbbítására, így a nanoelektronika mellett úgynevezett spintronikai rendszerekben is felhasználhatók lehetnek.

A Nanoszerkezetek Laboratórium egyedüli magyar résztvevőként csatlakozott az Európai Unió „Grafén Zászlóshajó” programjának első szakaszához egy olyan nemzetközi csoport tagjaként, amelynek keretében Márk Géza vezetésével már korábban is vizsgálták a szén nanoszerkezetek és az elektromágneses hullámok kölcsönhatásait. Fontos eredményük egy hat, egymással párhuzamos, szendvicsszerűen műanyagba ágyazott grafénrétegből álló bevonat, amely elnyeli a mikrohullámú sugárzás felét, emellett szinte teljesen átlátszó.

Magyarok és dél-koreaiak együtt dolgoznak

Nemrég Magyarországra látogatott a dél-koreai National Research Council of Science and Technology (NST) elnöke, hogy Lovász Lászlóval, az MTA elnökével aláírja azt a szerződést, amely újabb három éven át biztosít támogatást közös dél-koreai-magyar kutatólaboratóriumok működéséhez. A három kedvezményezett egyike az MTA Energiatudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézetben működő Nanoszerkezetek Laboratórium volt.

A dél-koreai kutatókkal közös program – amely most a második hároméves ciklus közepén tart – központi témája a jelenleg elterjedt graféngyártási technológiákkal létrehozható „szemcsés” grafén tulajdonságainak vizsgálata. A magyar kutatók mutatták meg először, kísérletileg és számítógépes szimuláció alkalmazásával, hogy a szemcsék határain jelentkező rendezetlen szerkezetű rész – a szemcsehatár – milyensége nagymértékben befolyásolja az elektromos vezetőképességet.

A teljes cikk az MTA honlapján olvasható el.