Grafeenonderzoek RUG blijft scoren

RUG-hoogleraar technische natuurkunde Bart van Wees houdt zijn leidende positie binnen het Europese grafeenonderzoek. Het ‘workpackage’ dat hij leidt in het Europese Graphene Flagship programma - waar over een periode van tien jaar maar liefst een miljard euro in wordt geïnvesteerd - mag ook in de tweede periode doorgaan. Daarnaast heeft Van Wees , verbonden aan het Zernike Institute for Advanced Materials (ZIAM) van de RUG, met enkele partners een nieuwe subsidie binnengehaald via het FLAG-ERA programma, dat fundamenteel onderzoek gerelateerd aan het Flagship-programma financiert.

Het Flagship-programma begon in 2013 als een van de twee programma’s waarmee de EU nieuwe, opkomende technologieën wil stimuleren. Het tweede programma was gericht op het bouwen van een simulatie van het menselijk brein. Binnen het grafeenprogramma, dat de mogelijkheden van dit tweedimensionale supermateriaal van koolstof onderzoekt, zijn zestien workpackages (werkgroepen) actief, elf op het terrein van onderzoek en vijf in de richting van beleid. Van Wees werd aangesteld als werkgroepleider voor het programma dat onderzoekt hoe grafeen is toe te passen in de spintronica. Dit is een vorm van elektronica die gebruikt maakt van de spin van elektronen, een eigenschap die zorgt voor magnetisme.        

Positief beoordeeld

Het Flagship-programma begon met een periode van dertig maanden. Onlangs werden de programma’s beoordeeld om te zien of de resultaten voldoende waren voor een tweede periode. Het ‘Spintronics workpackage’ van Van Wees is inmiddels positief beoordeeld en mag door naar de volgende tweejaarsperiode, van 2016-2018. ‘Daar zijn we heel blij mee’, vertelt Van Wees. ‘Het was een zeer serieuze internationale beoordelingscommissie. Wij hebben bovendien ons budget zelfs uit kunnen breiden , ondanks een toename van het aantal workpackages.’

Toepassingen

In de volgende periode is het de bedoeling dat de deelnemende onderzoeksgroepen zich meer gaan richten op toepassingen. Daartoe is er ook een industriële partner aangeschoven, het Zweedse bedrijf NanOsc dat al actief is in de productie van spintronica. Van Wees: ‘Zij willen graag zien of grafeen beter is voor hun toepassingen dan het op metalen gebaseerde materiaal.’ Voor de groep van Van Wees betekent de continuering dat hij twee postdocs kan aanstellen voor elk twee jaar.

Eendimensionaal grafeen

Daarnaast maakt Van Wees ook nog deel uit van een groep die subsidie krijgt uit het FLAG-ERA programma. Dit is bedoeld om meer fundamenteel onderzoek gericht op de twee Flagship-programma’s te financieren. De Nederlandse onderzoeksfinanciers NWO en FOM dragen hieraan bij. ‘Hierin gaan we een bijzondere vorm van grafeen onderzoeken, waarbij het grafeen feitelijk ééndimensionaal is gemaakt’, legt Van Wees uit, die met de extra steun van FOM op dit project een promovendus kan aanstellen.

Magnetisch grafeen

Eerdere experimenten hebben laten zien dat in deze grafeen-nanodraden bijzondere effecten optreden. Normaal gesproken kan de spin van elektronen twee waarden hebben: op of neer. Een elektrische stroom bevat beide richtingen. ‘Maar in de nanodraden zien we dat er maar één type spin tegelijk door kan, alleen op of neer. Wanneer dat gebeurt, is het grafeen magnetisch.’ Normaal is koolstof niet magnetisch. ‘Wij willen uitzoeken wat er precies gebeurt en hoe we hiermee kleinere spintronica schakelingen kunnen bouwen.’

Noot voor de redactie

• Meer informatie: prof.dr. Bart van Wees.
  
• Zie ook: Prof. Bart van Wees successful as Work Package Leader in the new EU Flagship programme Graphene en www.nwo.nl/onderzoek-en-resultaten/programmas/flag-era .
  
• Filmpje Unifocus van prof. Van Wees, n.a.v. een artikel in Nature Physics, verschenen op 14 september 2015.