Hogyan alakítja át jövőnket a grafén?

Modern, innovatív elektronikai termékek, érintőképernyők, fénypanelek, napelemek, valamint néhány éven belül digitális nanoáramkörök alapanyagként válhat széles körben alkalmazottá a grafén. Ennek a világon egyedülálló anyagnak, a mindössze egyetlen atom vastag grafitrétegnek az atomi pontosságú megmunkáláshoz került közelebb a tudomány az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet (MTA MFA) kutatójának felfedezésével. Egy általa kidolgozott módszerrel ugyanis cikk-cakk élű, hibátlan grafén alakzat állítható elő, ami jelentős előrelépést jelenthet a lassan fizikai korlátaihoz érkező szilícium mikroelektronikában való helyettesítésében. A november végén Junior Prima Díjban részesült Nemes-Incze Péter felfedezésével a nemrégiben létrejött Közös Koreai-Magyar Nanotudományok Laboratórium megalapításához is hozzájárult.

A grafén szerkezete

A szilícium-alapú mikroelektronika méretcsökkentése optimista felmérések szerint még maximum tíz évig tud előrehaladni. Addigra a tranzisztorok mérete ugyanis olyan kicsire zsugorodik, hogy a bennük fellépő fizikai hatások is megváltoznak. A hagyományos módszerrel bizonyos méretek alá a fizika alaptörvényei miatt nem lehet lemenni, a grafén felfedezése azonban új reményt adott a kutatóknak. A digitális áramkörök alapját képző szilícium helyettesítésére jelenleg ez az anyag látszik a legesélyesebbnek, de a nanoelektronikában való alkalmazhatóságához előbb meg kell oldani a mindössze egyetlen atomnyi vastagságú lemez precíziós megmunkálását.

Ezért is számított nagy jelentőségnek az MTA MFA Nanoszerkezetek Osztályán dolgozó doktorandusz, Nemes-Incze Péter grafénkutatás terén elért eredménye, amely szigetelő felületeken, grafén nanoszerkezetek előállításában egyedülállóan jól kontrollált eljárást jelent. A módszer különleges jelentőségét az adja, hogy a kialakított grafén élek nem csak kristálytanilag meghatározott irányításúak (ún. cikk-cakk élek), de atomilag közel hibátlanok.

„A grafén természetesen nem kifejezetten magyar találmány, de ezen a területen elismert eredményeink jól mutatják, hogy a világ fejlesztéseihez hazánk is jelentős mértékben képes hozzájárulni. Világszínvonalú módszereink talán közrejátszhatnak a fiatalok mérnöki- és természettudományos érdeklődésének felkeltésében is. Csak a megfelelően képzett szakembergárda jelentheti ugyanis az alapját annak, hogy nagy hozzáadott értéket adó K+F vállalatok települjenek az országba.” – mutatott rá a fejlesztés fontosságára Bársony István, az MTA MFA igazgatója, aki Pálinkás Józseffel és Gyulai Józseffel együtt jelölte Nemes-Incze Pétert díjazásra.

Kilenc kutatótársával egy időben a „magyar tudomány” kategóriában Junior Prima Díjban részesítették a fiatal fizikust, aki eredményeivel már a Közös Koreai-Magyar Nanotudományok Laboratórium megalapításához is hozzájárult. Kutatási témájának jelentőségét az is aláhúzza, hogy idén a Fizikai Nobel-díjat a grafén 2004-es felfedezéséért ítélték oda.