Sedan grafen först isolerades 2004 med hjälp av tejp, forskare har ivrigt vänt sig till materialet för att upptäcka dess potentiella tillämpningar. Ett enda lager av kolatomer vars tillämpningar sträcker sig från ultrasnabb elektronik till biosensorer till flexibla skärmar, grafen är stark, ljus, transparent, och en ledare av värme och elektricitet. Men vad kan vi göra med detta nya material? När forskare över hela världen skalar bort lager efter lager av potentiell applicering, Milan Begliarbekov, doktorand vid Stevens Institute of Technology, har hittat några unika tillämpningar för detta distinkta material.
Grafen är laddat med möjligheter för Milano. Med hjälp av en Stevens-fakultet i världsklass, stöd från National Science Foundation (NSF) Graduate Teaching Fellows in K-12 Education (GK-12) program genom New Jersey Alliance for Engineering Education (NJAEE), och en utmärkelse från Air Force Office of Scientific Research (AFOSR), Milan bedriver banbrytande forskning av materialet. Han har redan publicerat två artiklar om grafen i Bokstäver i tillämpad fysik i jakten på sin doktorsexamen. och har ett tredje papper på gång. Båda publicerade artiklarna har också valts ut för Virtual Journal of Nanoscale Science and Technology .
Hans första publicerade artikel, "Bestämning av kantrenhet i tvåskiktsgrafen med hjälp av µ-Raman-spektroskopi, " bekräftar en teknik för att skilja mellan enskikts- och dubbelskiktsgrafen, och introducerar en ny metod för att kvantifiera sammansättningen av grafenes kirala kanter genom µ-Raman-spektroskopi.
Milans andra artikel, "Aperiodiska konduktivitetssvängningar i kvasiballistiska grafenheteroövergångar, " etablerar en ny signatur för Klein-tunnelering i grafenheteroövergångar. Forskningen har tillämpningar inom nanoelektronik som grafenfälteffekttransistorer (GFET), som har visat sig kunna arbeta med ultrahög frekvens (300 GHz).
Milans nästa artikel, ännu inte publicerat, är "Quantum Inductance and High Frequency Oscillators in Graphene Nanoribbons." Uppsatsen föreslår en ny teknik för att mäta hastigheten hos ultrahögfrekventa transistorer. För närvarande är det mycket svårt att mäta ultrahögfrekventa signaler över 40 GHz rent elektroniskt. Dock, Milans forskning visar att grafen nanoband kan fungera som helelektroniska ultrahögfrekventa oscillatorer och filter, vilket skulle utöka möjligheterna med högfrekvent elektronik till nya världar.
Sedan grafenplan först isolerades, mycket forskning har fokuserat på materialets tillämpningar inom nanoelektronik, på grund av dess höga elektriska ledningsförmåga. Men forskare vid Stevens har tagit ett annat tillvägagångssätt, banbrytande tillämpningar av detta unika material inom optik. Milans forskning är ett bra exempel på detta innovativa tänkande.
Eftersom han arbetar med ett material vars största tillämpningar fortfarande kan vara orealiserade, Milan säger att han njuter av den kreativitet han ges när han utforskar grafens möjligheter. "Jag gillar att arbeta med professor Strauf, på grund av den frihet han ger mig att välja mina egna forskningsprojekt, " säger Milan. "Han låter mig utforska saker som jag tycker är intressanta, snarare än att be mig arbeta med ett fördefinierat forskningsmål."
"Med tanke på att vårt team precis började arbeta med grafen för två år sedan i ett samarbete med professor Yangs grupp från Mechanical Engineering Department, Milanos forskningsframgång är ganska anmärkningsvärd, " säger doktor Stefan Strauf, Biträdande professor i fysik och teknisk fysik (PEP) och chef för nanofotoniklabbet. "Milan är en av dessa unika doktorander som du skulle vilja klona till ett dussin i ditt labb för att implementera alla hans idéer."
Utforskningen av idéer har också lett till skapandet av ett system som utnyttjar grafens unika reaktion på ljus. Arbetar med Stevens fakultet Dr. Stefan Strauf och Dr. Chris Search, som också är biträdande professor i PEP, Milan är fast beslutet att omvandla nya idéer till patenterbar teknologi. "Vi är glada att kunna meddela att med hjälp av Office of Academic Entrepreneurship, Milan är i färd med att ansöka om ett patent med en ny tillämpning av grafen som utnyttjar sin nästan perfekta effektivitet som ledare, " säger Dr Christos Christodoulatos, Professor och docent i akademiskt entreprenörskap.
Förutom AFOSR-anslaget, Milan fick också stöd av NSF GK-12-programmet genom NJAEE. Som NJAEE-stipendiat från 2008 till 2010, Milan arbetade tillsammans med lärare mentorer i lokala gymnasieklassrum för att exponera yngre elever för banbrytande vetenskap och ingenjörsforskning. GK-12-programmet inrättades för att stödja NSF:s mål att förbättra vetenskapen, teknologi, teknik, och matematik (STEM) läroplaner för grundskolelärare och elever. "NJAEE-programmet ger en unik möjlighet för doktorander att förbättra sina undervisnings- och kommunikationsförmåga, ingjuter i dem en anda av innovation och entreprenörskap, and at the same time provides them a forum to share their passion and enthusiasm for science and engineering with younger students, " says Dr. Frank Fisher, Associate Professor of Mechanical Engineering and co-Director of the Stevens Nanotechnology Graduate Program who is a co-PI on the NJAEE project. "Milan was just fantastic as a NJAEE Fellow, and has recently been able to apply these skills as an instructor in the Physics department here at Stevens as well as Queensborough Community College of CUNY."
The patent and papers are the most recent examples of Milan's success at Stevens. As an undergraduate at Stevens, Begliarbekov took advantage of both the Charles V. Schaeffer, Jr. School of Engineering and Sciences and what would become the College of Arts and Letters to graduate with two degrees, a B.S. in Physics and a B.A. in Literature. Having taken graduate-level courses in nanotechnology as an undergraduate, "I was already ahead of the curve, " han säger, when it came to searching for a graduate program.
