Odkrycie i pierwsze badania grafenu (Nagroda Nobla 2010) dały obiecującą perspektywę: stworzenia elektroniki węglowej.
Początkowo otrzymywano grafen odrywając taśmą klejącą(!) płatki węgla od zwykłego grafitu, co było bardzo czasochłonne (i w zwązku z tym kosztowne). Na szczęście jest inna możliwość: epitaksja. Nasza grupa ma dostęp do wysokiej jakości struktur wytwarzanych w ITME opracowaną tam metodą.

Grafen - co to jest?
Grafen to pojedyncza warstwa atomów węgla ułożonych w heksagonalną sieć (rys. 1). Dwuwymiarowa warstwa węgle posiada niezwykłe właściwości:

• relatywistyczna (liniowa) zależność energii od pędu (jak dla fotonu, rys. 2 poniżej)
• szybkie elektrony (duża ruchliwość; > 30 000 cm²/Vs w RT)
• wytrzymałość mechaniczna
• kwantowe zjawiska związane z dwuwymiarowością warstwy (np. kwantowy efekt Halla)

Rys.1 Sieć grafenu	Rys.2 Struktura pasmowa, na niebiesko pasmo walencyjne, na czerwono pasmo przewodnictwa

Nasze pomiary
Badamy jak oporność grafenu zależy od czynników takich jak: pole magnetyczne, temperatura, wilgotność. Wszystko po to, aby zrozumieć, jakie są własności nośników przewodzących prąd w tych cienkich warstwach i jaka jest mikroskopowa struktura tych warstw.

Rys.3 Przykładowy wynik pokazujący jak oporność zmienia się w polu magnetycznym. Oscylacje Shubnikova- de Haasa charakterystyczne dla struktur 2-wymiarowych. Pracujemy nad modelowaniem tej zależności