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Physikalische Gesellschaft Zürich
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Prof. Dr. Jürg Osterwalder
Universtät Zürich

Zweidimensionale Festkörper: Graphen und hexagonales Bornitrid

Donnerstag 27. November 2014, um 19:30 Uhr
ETH Hauptgebäude Hörsaal HG G5, Rämistrasse 101

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Graphen ist ein 2-dimensionales Netz aus Kohlenstoffatomen. Die Kohlenstoffatome sind durch starke Bindungen in einer Honigwabenstruktur (Sechserringe) angeordnet.

Graphen ist eine leitende, kristalline Kohlenstoffschicht, welche nur eine Atomlage dick ist. Die analoge, heteroatomare Struktur des hexagonalen Bornitrids ist elektrisch isolierend.

Geim und Novoselov realisierten, dass Graphen als erstes wirklich zweidimensionales (2D) Material manipuliert und charakterisiert werden kann und dass damit erstaunliche physikalische Effekte erzeugt werden können. Seither sind weltweit immense Forschungsprogramme angelaufen, um die interessanten Eigenschaften von Graphen und weiteren 2D-Materialien weiter zu charakterisieren und für verschiedenste Anwendungen einzusetzen.

Insbesondere das hexagonale Bornitrid, ein Isolator mit grosser Bandlücke, stösst auf grosses Interesse, da es die ideale Unterlage für elektronische Komponenten aus Graphen zu sein scheint. Mit chemischer Gasphasenabscheidung (chemical vapor deposition, CVD) können einzelne Monolagen von Graphen und hexagonalem Bornitrid auf katalytisch aktiven Metalloberflächen kontrolliert hergestellt werden. Mit Hilfe oberflächenphysikalischer Methoden lassen sich die Eigenschaften dieser Monolagenfilme manipulieren und charakterisieren. Elektrochemisch können diese Filme auch abgelöst und auf andere Unterlagen transferiert werden.

Am Ende dieser Entwicklung sollen künstliche Materialien und Strukturen verwirklicht werden, welche durch die kontrollierte Stapelung solcher Monolagen hergestellt werden. Der Vortrag gibt einen Eindruck wie diese Materialien hergestellt und untersucht werden, und was der gegenwärtige Stand der Entwicklung ist.


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