Grafeen naar je pijpen laten dansen

25 april 2018

Twee grote plannen met grafeen heeft hoogleraar Meike Stöhr van het Zernike Institute for Advanced Materials met de Vicibeurs die ze dit jaar kreeg. Van het één verwacht ze zeker resultaat, het andere is “uitdagender”.

Foto: Sylvia Germes

Toen de mail met de uitslag van de Viciprocedure binnenkwam, liet Meike Stöhr hem nog even dicht. Ze was met collega’s bezig met experimenten in het synchotron in Grenoble en wilde zich niet door een eventuele teleurstelling laten afleiden. Het jaar daarvoor was de Vici aan haar neus voorbij gegaan. “Later, in mijn kamer, heb ik de mail geopend. Ik moest hem een paar keer lezen om zeker te zijn dat het er echt stond: dit keer had ik hem.” Nu kon Stöhr doen wat waar ze op had gehoopt: “Deze beurs geeft de rust en de tijd om echt een team op te bouwen. Door de zekerheid die je hebt, kun je een groter onderzoek starten.”

Stöhr doet met haar groep onderzoek aan grafeen, het kippengaasachtige molecuul dat zo indrukwekkend veelzijdig is. Met organische moleculen – ook in combinatie met metaalatomen - verandert ze de eigenschappen van grafeen. In haar Vici-onderzoek wil ze grafeen omwerken tot een goede halfgeleider. “Grafeen is een geweldig materiaal, maar het mist een zogeheten band gap. Dat is de eigenschap die een materiaal tot halfgeleider maakt”, legt Stöhr uit. Voor veel toepassingen in de elektronica is het noodzakelijk dat het materiaal een halfgeleider is. Naar het introduceren van een band gap in grafeen wordt wereldwijd dan ook veel onderzoek gedaan. Stöhr: “Door organische moleculen toe te voegen aan het grafeen, veranderen we de elektrische eigenschappen. We manipuleren de elektronen in het materiaal, we ‘vertellen’ ze waar ze naar toe moeten en waar juist niet.” Het idee om met organische moleculen een band gap te maken in grafeen bestaat al een jaar of tien, maar in de praktijk is het nog niemand gelukt. Stöhr heeft er vertrouwen in dat het haar zal lukken. “Garanties krijg je niet in de wetenschap, maar ik heb er een goed gevoel over. Mijn groep heeft in vijf jaar veel kennis opgebouwd over grafeen, dat komt nu van pas.”

Een tweede onderzoek dat Stöhr met het Vicigeld wil doen, is risicovoller. “Ik verwacht in ieder geval een effect, maar ik ben minder zeker dat het zal werken zoals wij verwachten.” Ze hoopt met hulp van metaalatomen spin in grafeen te stoppen, een nieuw en nog niet getest idee. Spin geeft elektronen een richting, waardoor het kan worden gebruikt voor de opslag van data. “Bij de huidige experimenten beginnen de metaalatomen te clusteren, en dat is niet wat je wilt”, vertelt Stöhr. Zij hoopt die clustering tegen te gaan door roosters van organische moleculen en metalen op het grafeen aan te brengen. “Ik hoop dat de spins zich dan daarin gaan nestelen, dat dit het clusteren voorkomt.”

De Vici heeft ze niet nodig om de stap naar hoogleraar te maken; dat is ze al. “Dat proces is afgelopen jaar versneld dankzij de Aspasiabeurs van NWO.” Aspasia is een stimuleringsprogramma om vrouwelijk talent tot universitair hoofddocent of hoogleraar te bevorderen. Stöhr: “Een programma als dit zou natuurlijk niet moeten hoeven, maar het is nodig om de positie van vrouwen actief te verbeteren. Anders verandert er niets. Jongens en meisjes worden op de kleuterschool al anders behandeld, dit zit diep in onze maatschappij.”

Bron: NWO