Amerikanske og asiatiske selskaper står i kø for å få skyte inn penger og samarbeide med de to NTNU-professorene.

I mange år har silisium vært det sentrale halvleder-materialet i transistorene som brukes i det meste vi omgir oss av elektroniske produkter — som PC-er og mobiltelefoner. Materialet har også gitt navnet til verdens fremste IT-mekka, Silicon Valley i California, hvor mange av de store internasjonale IT-gigantene har sine hovedkontorer og forskningsavdelinger.

IT-utviklingen har i årenes løp gått lynraskt, alt er blitt kjappere, kraftigere, mindre, tynnere. Men nå mener stadig flere at silisium som materiale har sine begrensninger

- Silisium når taket

- Ja, man begynner å nærme seg taket for hva man kan klare med silisium. Samtidig krever verden stadige forbedringer innen elektronikk, sier Helge Weman.

De siste årene har derfor IT-bransjen for alvor fått øynene opp for det karbonbaserte materialet grafén. Det er det tynneste og sterkeste materialet som noen gang er laget og som blant annet leder strøm mye raskere enn silisium. Det er også billig, gjennomsiktig og bøyelig.

Stadig flere begynte å forske på om det er mulig å bruke grafén til neste generasjon elektronikk - spesielt Samsung og IBM. Men også på NTNU i Trondheim begynte man å studere dette materialet, anført av Weman og kollega Bjørn-Ove Fimland ved Institutt for elektronikk og telekommunikasjon

Ideen til den nye halvlederteknologien som kan bli et viktig bidrag til en revolusjon innen elektronikken oppsto i Wemans hode i mars 2010.

Nanotråder på grafén

- En av mine postdoktorstudenter Dong-Chul Kim, som har jobbet i Samsung lurte på om vi ikke kunne jobbe med grafén. Det var da jeg fikk ideen om vi ikke kunne prøve å få halvledere til å vokse og gro på grafen, sier Weman.

Fimland tente på ideen. Det ble mange sene timer på labben ved NTNU. Gjennombruddet kom allerede i september samme år. Å bruke materialet gallium som «gjødsel» ga ønsket effekt. To av gallium-nanokulene på grafén-skiven hadde vokst høyt til værs. Det ble et hybridmateriale, som fungerer som en halvleder og bare er en mikrometer (en milliondels meter) tykt - grodd på et atomtynt lag av grafén.

- Gjennombruddet kom samme dag som NTNU feiret sitt 100 årsjubileum. Du kan vel si at vi var ekstra feststemt den dagen, humrer Weman.

Hemmelig gruppe

Men funnet ble holdt strengt hemmelig helt frem til august i år, da de publiserte det i det amerikanske tidsskriftet Nano Letters. Duoen ville nemlig eksperimentere mer først, og satte sammen en liten gruppe postdoktorene og stipendiater ved NTNU til å hjelpe seg.

Teknologigjennombruddet skapte voldsom interesse verden over. Det nyetablerte selskapet CrayoNano ringes nå ned av IT-giganter som vil samarbeide med dem. Mange investorer vil skyte inn penger. Trondheimsselskapet kan velge og vrake.

Ferske gründere

- Det var voldsomt, vi hadde ikke forventet så stor pågang, sier de to professorene som nå også er blitt gründere - sammen med Dong-Chul Kim.

Duoen mener funnet representerer en revolusjon i første omgang for solcelleteknologi og moderne lyspærer, såkalte LED-pærer. Men de påpeker også at den nye grafén-hybriden kan brukes til å utvikle fremtidens prosessorer, som er en viktig bestanddel i all elektronikk. IBM er blant dem som jobber med dette

- Når vi kan gro halvledere på grafén i stedet for på tykke silisiumskiver kan vi få både billigere og mer effektive halvlederkomponenter. Med et bøyelig og gjennomsiktig underlag åpnes nye muligheter vi sikkert ikke forstår rekkevidden av i dag, sier Weman.

- Ja, tenk bare på potensialet innen helseteknologi, repliserer Fimland.

Dyktighet og flaks

De to professorene mener suksessen skyldes kompetanse, dyktighet, hardt arbeid og litt flaks.

- Vi har begge jobbet med beslektet teknologi i mer enn 25 år og vi ville aldri kommet på å gjøre dette hvis vi ikke hadde denne kompetansen. Vi var heldig med at vi så tidlig fant en metode som fungerte, vi var også heldig med timingen. Det er vi som har patentsøkt dette først. Hadde vi kommet et halvt år senere hadde det vært for sent, sier Weman.

- Og nå blir dere rike?

- Vi får stadig spørsmål om det. Vi har ikke sett noe til det ennå, men vi får se, smiler Fimland som påpeker at man fortsatt er i en tidlig fase og man må gå steg for steg.

Det samme påpeker Morten Frøseth, som er satt inn som sjef i CrayoNano, selskapet som er etablert for å kommersialisere teknologien.

- Det er fortsatt et godt stykke igjen. Men mulighetsrommet for denne teknologien er nærmest endeløst, sier han.