Europese subsidie voor Utrechts onderzoek naar halfgeleiders

De European Research Council (ERC) heeft een prestigieuze subsidie toegekend aan Daniël Vanmaekelbergh (Debye Institute for Nanomaterials Science). Hij ontvangt een ERC Advanced Grant met een waarde van 2,5 miljoen euro. De Europese Unie stimuleert met de ERC Grants grensverleggend onderzoek dat is geïnitieerd door excellente onderzoekers zelf. De ERC Advanced Grant is een persoonsgebonden subsidie voor vijf jaar, die wordt toegekend aan uitzonderlijke onderzoekers die toonaangevend zijn in hun onderzoeksgebied en die in de afgelopen tien jaar een significante bijdrage hebben geleverd aan de wetenschap.

De elektronische eigenschappen van een vaste stof worden bepaald door de chemische elementen die aanwezig zijn, de atomaire structuur van die vaste stof, en de dimensies van het kristal. Van groot belang voor optische en elektronische toepassingen zijn halfgeleiderkristallen die macroscopisch groot zijn in twee horizontale richtingen (denk aan millimeters tot centimeters) maar zeer dun (enkele miljoensten van een centimeter) in de verticale richting. Deze kristallen worden volop gebruikt voor computer-transistoren en als led's en lasers.

 

Wanneer in een dergelijke zeer dunne plaat op een regelmatige manier nano-gaatjes worden aangebracht, kan een honingraatstructuur worden gevormd. De honingraatgeometrie is dezelfde als die van de stof grafeen, een ‘kippengaas' gemaakt van een enkele  laag van koolstofatomen. Vastestof halfgeleiders met een dergelijke kippengaasgeometrie behouden alle goede eigenschappen van een halfgeleider (dus lichtemissie, elektronisch schakelen), maar de elektronen gaan zich zeer bijzonder gedragen: ze verliezen hun massa, en in principe kunnen ze net als elementaire lichtdeeltjes vrijwel ongehinderd en dus zeer snel door de honingraat reizen.

 

Het onderzoek zou moeten leiden tot een nieuwe klasse optische en elektronische materialen, waarvan de eigenschappen veranderd kunnen worden via de geometrie.

 

Prof. dr. Daniël Vanmaekelbergh

Debye Institute for Nanomaterials Science