FWO onderzoeksproject: Wisselwerkingseffekten tussen atomaire lagen en functionele adsorbaten (R-3535)

Grafeen is een niet-magnetisch, tweedimensionaal halfmetaal dat zich met behulp van gate-spanningen laat modificeren tot een n- of p-type geleider. Dit resulteert in uitzonderlijk hoge mobiliteiten van de ladingsdragers met vrije weglengtes in de orde van verschillende micrometers. De ladingsdragers vertonen een lineaire dispersierelatie en hun energie is evenredig met het golfgetal, een gedrag dat typerend is voor massaloze deeltjes zoals fotonen. In het kader van dit project beschouwen we grafeen in elektronisch en magnetisch opzicht als een 'witte pagina' die doelgericht gemodificeerd zal worden door onder andere geadsorbeerde en geïmplanteerde gas- en metaalatomen en door covalent gebonden atomen en chemische groepen. Voorts zullen we de evolutie van de bandenstructuur en de daaraan gerelateerde elektronische en magnetische eigenschappen onderzoeken in functie van het type en de concentratie van dergelijke modificaties. Hierbij zullen de experimentele analyses (geleidbaarheid, scanning-probe microscopie en fotostroom-spectroscopie) hand in hand gaan met de theoretische modelering op basis van ab initio berekeningen. In het bijzonder zal de aandacht ernaar uitgaan of het al dan niet mogelijk is door doelgerichte modificaties een energiekloof in de bandenstructuur te introduceren. Als dit het geval zou zijn dan komen er talrijke toepassingsmogelijkheden in het bereik, gaande van de nano-elektronica tot (bio-) chemische sensoren. De analyse van doelgericht geïnduceerde modificaties behelst tenslotte ook de studie van de onderlinge geometrische ordening van defecten en hun oriëntationele ordening met betrekking tot de onderliggende grafeen-lagen.

Trefwoorden:Wisselwerkingseffecten

Disciplines:Fysica, Chemie, Biologische wetenschappen, Basiswetenschappen, Klinische wetenschappen, Translationele wetenschappen