Fysiker från University of Manchester har upptäckt ett sätt att ändra kristallstrukturen hos grafen, ett tvådimensionellt material gjord av kolatomer ordnade i ett hexagonalt gitter. Upptäckten kan få konsekvenser för utvecklingen av nya elektroniska enheter, såsom transistorer och solceller.

Grafen är ett lovande material för elektroniska enheter eftersom det har utmärkt elektrisk och termisk ledningsförmåga. Dess användning i enheter har dock varit begränsad eftersom det är svårt att kontrollera dess kristallstruktur. Kristallstrukturen hos grafen bestämmer dess elektroniska egenskaper, såsom dess bandgap, som är energiskillnaden mellan valens- och ledningsbanden.

Manchester-fysikerna fann att de kunde ändra grafens kristallstruktur genom att applicera tryck. De använde en diamantstädcell för att applicera tryck på upp till 25 gigapascal (GPa), vilket motsvarar trycket i jordens mitt.

Vid dessa tryck förvandlades grafengittret till en ny kristallstruktur som kallas ABC-stapling. I ABC-stapling är kolatomerna ordnade i ett hexagonalt gitter, men skikten staplas i ett alternerande mönster. Denna nya kristallstruktur har ett annat bandgap än det ursprungliga grafengittret, vilket kan göra det mer lämpligt för vissa elektroniska enheter.

Upptäckten av ett sätt att förändra grafens kristallstruktur kan öppna upp nya möjligheter för utvecklingen av elektroniska enheter. Det skulle till exempel kunna vara möjligt att skapa transistorer med olika bandgap, som skulle kunna användas för att förbättra effektiviteten hos solceller och andra elektroniska enheter.

Forskningen publicerades i tidskriften Nature Communications.