Depuis que le graphène a été isolé pour la première fois en 2004 à l'aide de scotch, les chercheurs se sont tournés avec enthousiasme vers le matériau pour découvrir ses applications potentielles. Une seule couche d'atomes de carbone dont les applications vont de l'électronique ultrarapide aux biocapteurs en passant par les écrans flexibles, le graphène est fort, léger, transparent, et conducteur de chaleur et d'électricité. Mais que faire de ce nouveau matériau ? Alors que les chercheurs du monde entier décollent couche après couche d'application potentielle, Milan Begliarbekov, un doctorant au Stevens Institute of Technology, a trouvé des applications uniques pour ce matériau distinctif.
Le graphène est chargé de possibilités pour Milan. Avec l'aide d'une faculté Stevens de classe mondiale, le soutien de la National Science Foundation (NSF) Graduate Teaching Fellows in K-12 Education (GK-12) par le biais de la New Jersey Alliance for Engineering Education (NJAEE), et un prix de l'Air Force Office of Scientific Research (AFOSR), Milan mène des recherches révolutionnaires sur le matériau. Il a déjà publié deux articles sur le graphène en Lettres de physique appliquée dans la poursuite de son doctorat. et a un troisième article en préparation. Les deux articles publiés ont également été sélectionnés pour le Journal virtuel de la science et de la technologie à l'échelle nanométrique .
Son premier article publié, "Détermination de la pureté des bords dans le graphène bicouche par spectroscopie µ-Raman, " confirme une technique de différenciation entre graphène monocouche et bicouche, et introduit une nouvelle méthode pour quantifier la composition des bords chiraux des graphènes par spectroscopie µ-Raman.
Le deuxième article de Milan, " Oscillations de conductivité apériodiques dans les hétérojonctions quasibalistiques de graphène, " établit une nouvelle signature de l'effet tunnel de Klein dans les hétérojonctions du graphène. La recherche a des applications en nanoélectronique telles que les transistors à effet de champ au graphène (GFET), qui se sont avérés capables de fonctionner à ultra-haute fréquence (300 GHz).
Le prochain article de Milan, pas encore publié, est "Inductance quantique et oscillateurs haute fréquence dans les nanorubans de graphène". L'article propose une nouvelle technique pour mesurer la vitesse des transistors ultra-haute fréquence. Actuellement, il est très difficile de mesurer des signaux ultra-haute fréquence au-dessus de 40 GHz par des moyens purement électroniques. Cependant, Les recherches de Milan indiquent que les nanorubans de graphène peuvent servir d'oscillateurs et de filtres ultra-haute fréquence entièrement électroniques, ce qui étendrait les possibilités de l'électronique à haute fréquence dans de nouveaux domaines.
Depuis que les plans de graphène ont été isolés pour la première fois, de nombreuses recherches ont porté sur les applications du matériau en nanoélectronique, en raison de sa conductivité électrique élevée. Mais les chercheurs de Stevens ont adopté une approche différente, applications pionnières de ce matériau unique en optique. La recherche de Milan représente un bel exemple de cette pensée innovante.
Comme il travaille avec un matériau dont les plus grandes applications peuvent encore être ignorées, Milan dit qu'il apprécie le niveau de créativité dont il dispose pour explorer les possibilités du graphène. « J'aime travailler avec le professeur Strauf, en raison de la liberté qu'il me donne de choisir mes propres projets de recherche, " dit Milan. " Il me permet d'explorer des choses que je trouve intéressantes, plutôt que de me demander de travailler sur un objectif de recherche prédéfini."
"Étant donné que notre équipe vient de commencer il y a deux ans à travailler avec le graphène en collaboration avec le groupe du professeur Yang du département de génie mécanique, Le succès de la recherche de Milan est assez remarquable, " dit le Dr Stefan Strauf, Professeur Assistant de Physique et Ingénierie Physique (PEP) et Directeur du laboratoire de Nanophotonique. "Milan est l'un de ces étudiants diplômés uniques que vous aimeriez cloner en une douzaine dans votre laboratoire afin de mettre en œuvre toutes ses idées."
L'exploration d'idées a également conduit à la création d'un système qui utilise la réaction unique du graphène à la lumière. En collaboration avec les professeurs de Stevens, le Dr Stefan Strauf et le Dr Chris Search, qui est également professeur assistant de PEP, Milan est déterminé à convertir les nouvelles idées en technologies brevetables. "Nous sommes heureux d'annoncer qu'avec l'aide du Bureau de l'entrepreneuriat académique, Milan est en train de déposer une demande de brevet avec une nouvelle application du graphène qui exploite son efficacité quasi parfaite en tant que conducteur, " dit le Dr Christos Christodoulatos, Professeur et vice-recteur de l'entrepreneuriat universitaire.
En plus de la subvention AFOSR, Milan a également été soutenu par le programme NSF GK-12 via NJAEE. En tant que boursier NJAEE de 2008 à 2010, Milan worked alongside teacher mentors in local high school classrooms to expose younger students to cutting edge science and engineering research. The GK-12 program was established to support the NSF's goal of enhancing science, technology, engineering, and mathematics (STEM) curriculums for K-12 teachers and students. "The NJAEE program provides a unique opportunity for graduate students to enhance their teaching and communication skills, instills in them the spirit of innovation and entrepreneurship, 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, " il dit, when it came to searching for a graduate program.
