|
== História ==
V roku [[2004]] vyvinuli profesori ruského pôvodu [[Andre Geim]], vedecký pracovník univerzity v [[Manchester|Manchestri]] a jeho kolega [[Konstantin Novoselov]] spôsob získavania jednoatómových vrstiev grafitu ich odtrhnutím od grafitu a následným stabilizovaním na povrchu [[kremík]]a potiahnutého vrstvou [[Oxid kremičitý|oxidu kremičitého]]. Za objav tejto metódy, ako aj výskum vlastností grafénu získali v roku [[2010]] [[Zoznam nositeľov Nobelovej ceny za fyziku|Nobelovu cenu za fyziku]].
== Vlastnosti ==
Grafén je najtenší a súčasne najpevnejší známy materiál s vynikajúcimi vodivými vlastnosťami. Podľa vedeckého týmu profesora Geima, elektróny v graféne majú iné vlastnosti, ako by sme predpokladali. U žiadneho iného materiálu neboli doteraz pozorované takéto vlastnosti správania sa elektrónov. Elektróny sa správajú akoby nemali žiadnu efektívnu hmotnosť a pohybujú sa takmer rýchlosťou svetla. Vedci predpokladajú, že by grafén mohli použiť pri dokazovaní tzv. Kleinovho Paradoxu. K tomuto javu by podľa doterajších znalostí malo dochádzať len vo veľmi extrémnych podmienkach (napr. v okolí čiernych dier). V prípade, že by sa preukázal, otvorila by tak sa cesta k vývoju nového druhu tranzistorov.
Okrem elektrickej vodivosti, grafén tiež prepúšťa svetlo, takže sa dá vhodne použiť pri výrobe displejov a fotovoltaických článkov. Môže tak nahradiť súčasné zariadenia pozostávajúce s tenkých vrstvičiek oxidov kovov. Displej z grafénu je naviac pevnejší než doposiaľ vyrábané displeje z oxidu india a cínu.
Vďaka vlastnosti polovodivosti viacerých vrstiev naskladaných na seba, je možné z grafénu vyrobiť tranzistory, ktoré sú teoreticky schopné pracovať až do frekvencie 1 THz.
Americký gigant IBM už dokázal vyrobiť tranzistor, v ktorom došlo k prerušeniu a obnoveniu elektrického prúdu 26-miliárdkrát za sekundu, čo v trocha zrozumiteľnejšej reči predstavuje frekvenciu 26 gigahertzov. Vďaka týmto vlastnostiam sa do budúcna počíta s využitím grafénu v mikroprocesoroch a pamätiach. Objavenie grafénu môže byť začiatkom vývoja superpevných, odľahčených a tenkých materiálov.
== Využitie ==
Grafén vykazuje silnú reakciu na kolmé vonkajšie elektrické pole a má nízke šumové číslo, čo ho predurčuje ako vhodný materiál pre výrobu poľom riadených FET tranzistorov. Prvé FET tranzistory s prijateľným on-off pomerom vyvinuli v roku 2008 výskumníci z AMICA a University of Manchester demonštrovali nový spínací efekt, ktorého účinok je založený na vratnej chemickej modifikácii grafénovej vrstvy a poskytuje on-off pomer vyšší ako šesť rádov. Hoci tieto tranzistory otvárajú celú škálu nových aplikácií, vrátane výroby čipov, ich praktické využitie je zatiaľ obmedzené veľmi malým napäťovým ziskom. V roku 2009 výskumníci v Politecnico di Milano vyvinuli štyri rôzne typy logických hradiel, ktoré sa skladajú z jedného grafénového tranzistora. V roku 2010 sa výskumníkom z IBM podarilo vyrobiť tranzistor, ktorý bol schopný pracovať na frekvencii 100GHz.
Problémom je, že jednotlivé listy grafénu je veľmi ťažké vyrobiť a ešte ťažšie naniesť na povrch vhodného substrátu. Výskumníci hľadajú vhodný spôsob prenosu od zdroja (mechanická exofilácia na SiO2/Si alebo tepelná grafitizácia povrchu SiC) na cieľový substrát.
Ďalšou oblasťou, kde sa dá tento výnimočný materiál využiť sú tzv. ultrakapacitory. Vzhľadom k extrémne vysokému pomeru povrchu plochy k hmotnosti grafénu sú ďalšou potenciálnou aplikáciou práve vodivé dosky ultrakapacitorov. Grafén by mohol byť využitý na výrobu ultrakapacitorov s vyššou úložnou hustotou energie, než je v súčasnej dobe k dispozícii.[1]
== Referencie ==
{{referencie}}
[1] http://en.wikipedia.org/wiki/Graphene
== Iné projekty ==
| 