Oni su istražujući na Sveučilištu u Manchesteru 2004. god. otkrili revolucionarna svojstva alotropske modifikacije ugljika grafena.

U okviru ovog projekta će se transferirati potrebne tehnologije i znanja te razviti fotolitografske tehnike na Institutu za fiziku koje će omogućiti razvoj elektroničkih komponenata sastavljenih od slojeva grafena i topoloških izolatora.

Međutim, tek je u radovima dobitnika nagrade od prije šest i pet godina, eksperimentalno demonstrirana mogućnost kontrolirane izolacije grafena i izmjerena su njegova svojstva vođenja elektrona.

Izuzetna svojstva grafena određena su nosiocima naboja koji pokazuju svojstva balističkog transporta, što grafen čini privlačnim za primjenu.

Jedan od osnovnih ciljeva u istraživanjima je kontrolirano " krojenje " elektronske strukture grafena.

Tako su prošle godine dostigli rekord kad su napravili prekidač sa deset atoma grafena.

Odobren je novi bilateralni hrvatsko-njemački projekt " Elektronska svojstva hibridnih grafen-klaster sistema ", koji će omogućiti istraživačima sa Instituta za fiziku da ojačaju već postojeću suradnju sa kolegama iz Kölna i prošire svoj spektar istraživanja grafena prema hibridnim sistemima

Novi smjerovi istraživanja epitaksijalnog grafena razmatraju kontrolirani rast grafena na stepeničastim površinama kako bi se unijela periodička modulacija u elektronsku strukturu grafena.

Rad naših kolega, posebno vodeće autorice Ive Šrut, na temu rasta grafena na stepeničastom Ir (332) predstavlja važnu kontribuciju ovom novom polju istraživanja i upravo je primljen za objavu u časopisu Carbon.

Prolazimo kroz intenzivna istraživanja novog materijala grafena, koja su strelovito započela 2004. godine eksperimentima koje su provodili dobitnici nagrade Andre Geim i Konstantin Novoselov u Manchesteru.

Nakon dvije godine razvoja, istraživač Wang Qijie sa NTU (Nanyan Technological University) otkrio je novi senzor za slike napravljen od grafena, a koji bi mogao donijeti pravu revoluciju u kamere svih vrsta.

2013.: Laboratoriji su uspjeli razviti formulu koja može oponašati strukturu i jedinstvena svojstva grafena kombinirajući tri polimera, mekane voskove i posrednika koji omogućuje maksimalnu raspodjelu crnog pigmenta, za savršeno postojanu boju.

Ultra fina tekstura reproducira fleksibilnost i otporna svojstva grafena.

Ovaj bilateralni projekt, u kratkom je vremenu druga takva suradnja, gdje se kroz dobro definirane probleme, grupa za fiziku površina i poduprtih nanostruktura, sve više bavi fascinantnom fizikom grafena, u kontekstu eksperimentalne realizacije epitaksijalnog grafena i manipulacije njegovih elektronskih svojstava.

Pionirima u istraživanju grafena 2010. godine dodijeljena je Nobelova nagrada iz fizike, a UKF projekt koji je počeo sredinom 2010. godine okuplja suradnike sa različitim interesima i ekspertizama u fizici kondenzirane materije.

Slika 1. Koristeći kutnorazlučivu fotoelektronsku spektroskopiju (ARPES) na izvanredno uređenom grafenu, epitaksijski izgrađenom na iridijevoj površini, kolega Pletikosić i suradnici su našli da kalij ugniježđen između supstrata i grafena uklanja ranije nađeno superstrukturno uređenje (članci iste grupe autora objavljenji u PRL i PRB te istovremeno dopira grafen spuštajući vrpce za 1.4 eV.

U kolovoskom broju časopisa časopisa Physical Review B objavljen je najnoviji rad o utjecaju receptura pripreme epitaksijalnog grafena na kvalitetu njegovih elektronskih svojstava, odnosno elektronskih vrpci.

Prvi tranzistor od Intela-a napravljen od grafena je dostigao brzine od 100 GHz, a proračuni kažu da prvi procesor kombiniranjem grafena i silicija sa multiplajerima bi mogao postići i brojku od 1000 GHz.

Grafenska zemlja čudesa Marko Kralj Ovogodišnji dobitnici Nobelove nagrade za fiziku, Andre Geim i Konstantin Novoselov sa Sveučilišta Manchester, nagrađeni su za istraživanja grafena - materijala budućnosti.

Mogućnosti su beskrajne, samo spojevi ugljika mogu činiti brojne strukture od nanocjevi (CNT), fulerena, nanočestica, slojeva, amorfa, grafena itd.

Iako postoji velik broj objavljenih radova koji se bave problematikom grafenskih slojeva različitih dimenzija, puno manje se zna o samom procesu rasta grafena na određenom substratu.

Diracovi fermioni, kvazičestice iz kojih proizlaze mnoga neobična svojstva grafena, ostavljaju svoj karakteristični potpis u obliku linearne elektronske pi-vrpce u blizini Fermijevog nivoa.

Stoga se može reći da je eksperimentalno opažanje pi-vrpce pokazatelj kvalitete grafena te se praćenjem razvoja te vrpce tokom rasta grafena na substratu mogu dobiti vrijedne informacije o samome procesu rasta (tj. formiranju grafena).

Rad pokazuje da membrana grafena, alotropske modifikacije ugljika, precizno mjeri protok iona, a autori kažu da je moguće kroz precizno izbušene nanopore provući molekulu DNK te bi bilo moguće pročitati dio po dio DNK.

Kralj su u suradnji sa kolegama sa sveučilišta Columbija i Erlangen, istraživali do sada neistraženi dio nepopunjene elektronske strukture epitaksijalnog grafena na Ir (111) površini u okolini Γ točke, u energetskom području između Fermijevog i vakuumskog nivoa.

Prvo, zbog slabog vezanja između grafena i iridija, elektronska struktura grafena je gotovo netaknuta, sa jasnim karakteristikama stanja Diracovog elektrona.

Drugo, epitaksijalni rast grafena na Ir (111) površini može se kontrolirati do egzaktno jednog monosloja grafena preko cijele površine.

Stanja zrcalnog potencijala na grafenu podložna su raznolikim dinamičkim ograničenjima, na primjer u odnosu na fazni prostor raspoloživ za relaksaciju, koji je bitno drugačiji u dvije dimenzije u odnosu na trodimenzionalne sisteme, što može znatno utjecati na vremena života elektrona u stanjima zrcalnog potencijala grafena.

Slika 1. a) STM slika grafena s vidljivom atomskom i moiré rezolucijom. b) STM slika Ir (332) površine djelomično pokrivene grafenom.

Ovo popularno predavanje će kroz usporedbe iz nano - i makroskopskog svijeta pokušati dočarati svojstva grafena, glavnog materijala budućnosti.