Links de Bernalstapeling, rechts de romboëdrische.

Of een stapeltje van drie laagjes grafeen elektriciteit geleidt, hangt af van de manier waarop je ze stapelt. Mogelijk kan de halfgeleiderindustrie hier ooit haar voordeel mee doen, suggereren twee onafhankelijke publicaties (deze en deze) op de website van Nature Physics.

Het komt er op neer dat er precies 2 manieren zijn om 3 velletjes grafeen netjes te stapelen. Bij een Bernal-stapeling ligt de bovenste laag atomen precies boven de onderste. Bij een romboëdrische stapeling zijn alledrie de lagen verschoven ten opzichte van elkaar.

Theoretisch was voorspeld dat de Bernal-stapeling zich min of meer gedraagt als een metaal, en dus geleidend is. Dat blijkt in de praktijk ook te kloppen. Maar de romboëdrische variant houdt zich niet aan de theorie: het zou een halfgeleider moeten zijn maar het blijkt gewoon een isolator.

De ontdekking schijnt een kwestie van toeval te zijn geweest. De onderliggende fysica is nog een groot vraagteken. Of het daadwerkelijk mogelijk is om een chipproductieproces te ontwikkelen dat grafeenlaagjes op een bepaalde manier stapelt, is ook een interessante vraag.

bron: Nature Physics, UC Riverside

Onderwerpen