Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher produziert hochwertiges Graphen

21.04.2011
Es gilt als das elektronische Wundermaterial des 21. Jahrhunderts: Graphen. Bisher ließen sich nur sehr kleine oder qualitativ minderwertige Folien produzieren – zu klein oder untauglich für Hightech-Anwendungen.

Jetzt aber hat Prof. Dr. Michael Horn-von Hoegen vom Center for Nanointegration (CeNIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) ein Verfahren etabliert, das ein hochwertiges Produkt in einem Schritt entstehen lässt. Seine Forschungsergebnisse publizierte er nun in dem renommierten Fachmagazin „Applied Physics Letters“ (Jahrgang 98, Ausgabe 14).

Seine Dicke verhält sich zu einem Blatt Papier wie eben dieses Blatt zur Höhe der Bosporus-Brücke in Istanbul: Graphen – mit Betonung auf der zweiten Silbe – leitet den elektrischen Strom wie kein zweites Material auf der Welt und ist zudem extrem reißfest. Bis vor Kurzem hatte es jedoch einen nicht zu verachtenden Schönheitsfehler: Die weltweite Forschergemeinde war sich einig, dass es nie stabil existieren würde. Doch im Jahr 2004 gelang es den Russen Andre Geim und Konstantin Novoselov, Graphen herzustellen. Dafür erhielten sie 2010 den Nobelpreis für Physik. Auch an der UDE beschäftigen sich mehrere Projekte mit der Erforschung des Wundermaterials.

Bei Graphen handelt es sich um eine Schicht aus bienenwabenförmig angeordnetem Kohlenstoff, die nur aus einer einzigen Atomlage besteht. Dünner kann ein Material nicht sein. Nun ist es nach wie vor sehr aufwendig, größere Flächen herzustellen. Gelingt dies, lässt die Qualität des Produktes meist zu wünschen übrig. Hier setzt die Forschung der Arbeitsgruppe von Michael Horn-von Hoegen, Professor für Experimentalphysik, an: „Unser Ziel ist es, das Wachstum der Schicht im Detail zu verstehen, um eine Art Kochrezept zu entwickeln, mit dessen Hilfe man Graphen defektfrei, möglichst großflächig und für industrielle Zwecke geeignet herstellen kann“, berichtet Horn-von Hoegen.

Das nun publizierte Verfahren hat er in Zusammenarbeit mit Forschern der Universitäten Köln und Twente entwickelt: Das Gas Ethylen wird katalytisch an der Oberfläche eines Iridiumkristalls zersetzt. Dabei lagert sich eine genau einatomige Kohlenstoffschicht auf dem Iridium ab – fertig. Als weltweit einmalige Besonderheit hat das Team um Horn-von Hoegen zudem die Möglichkeit, mittels hochauflösender Elektronenbeugung (LEED) die Qualität des Produkts selbst und direkt im Anschluss zu prüfen. Die LEED lässt Defekte sofort als sternförmige Struktur erscheinen. „Das sieht zwar hübsch aus, bedeutet aber, dass die einzelnen Kohlenstoffwaben gegeneinander verdreht sind“, erklärt Horn-von Hoegen. „Daher freuen wir uns über Beugungsbilder, die keine Sterne zeigen – langweilig, aber perfekt.“

Graphen wird als einziger echt zweidimensionaler Festkörper überhaupt betrachtet. In ihm bewegen sich Elektronen schneller als in jedem anderen Material. Das bedingt seine extrem hohe elektrische Leitfähigkeit. In der Batterietechnik, die sich besonders im Hinblick auf strombetriebene Autos derzeit rasant weiterentwickelt, gilt eine Membran aus dem neuen Material zwischen den Batteriepolen als vielversprechend. In Prozessoren künftiger Computer könnte es zudem das Silizium ersetzen und die Technologie um ein Vielfaches beschleunigen: Mehr Prozesse in kürzerer Zeit durch deutlich höhere Taktfrequenzen wären möglich. Da dies nur mit extrem hochwertigem Graphen funktioniert, hat die Arbeit des UDE-Professors hier besondere Bedeutung.

Weitere Informationen: Prof. Dr. Michael Horn-von-Hoegen, Tel. 0203/379-1438,-1439, horn-von-hoegen@uni-due.deRedaktion: Birte Vierjahn, CeNIDE, Tel. 0203/379-1456, birte.vierjahn@uni-due.de

Ulrike Bohnsack | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-due.de

Weitere Berichte zu: CeNIDE Graphen-Speicher LEED Schicht UDE Wundermaterial

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie