Graphene:Afklaring af hemmelighederne ved et magisk materiale

UCL -forskere hjælper med at låse op for hemmelighederne ved et materiale, der i sidste ende kan bruges i en ny generation af elektroniske enheder.

Grafen er et lag kulstof kun et atom tykt - det tyndeste kendte materiale i universet og det stærkeste der nogensinde er målt.

Det er 200 gange stærkere end stål og kan bære en million gange mere elektricitet end kobber.

Disse egenskaber giver grafen en række potentielle nye applikationer, såsom dens anvendelse i kredsløbet til hurtigere computere eller mere kraftfulde mobiltelefoner, men grafenplader er vanskelige og dyre at producere.

Professor Dario Alfč og Dr. Monica Pozzo (UCL Earth Sciences) er en del af en gruppe, der forsøger at forstå og karakterisere mekanismerne for væksten af ​​grafen for en bestemt produktionsmetode.

Metoden, kendt som kemisk dampnedbrydning, går ud på at sende kulbrintmolekyler til en iridiumoverflade, der opvarmes mellem stuetemperatur og 1000 grader.

Når de rammer overfladen, mister disse molekyler deres brintatomer, som flyver ud i rummet, lad de resterende kulstofatomer klæbe til iridium, hvor de begynder at samle sig selv i små ‘nanostrukturer’. Nano-strukturerne udvikler sig til sidst til fuldt formede grafenplader.

Professor Alfč, Dr. Pozzo og deres kolleger ledet af Dr. Alessandro Baraldi og Dr Silvano Lizzit på ELETTRA, Synchrotron lyslaboratorium i Trieste, Italien, er begyndt at opklare, hvordan denne proces foregår, og dermed hvordan det kan kontrolleres.

Professor Alfč sagde:“Denne metode til dyrkning af grafen er velkendt; imidlertid, mekanismen, der tager os fra en kulstofdækket overflade til dannelsen af ​​et fuldt dannet grafenark, skal endnu ikke forstås.

”Vi opdagede, at væksten af ​​grafen starter med dannelsen af ​​små øer af kulstof med en usædvanlig kuppelstruktur, hvor kun atomerne i omkredsen er bundet til iridiumsubstratet, mens de centrale atomer løsner sig fra det, får øen til at bule opad i midten.

”Strukturen ligner bygningen i Eden Project -bygningen i Cornwall. Vi fandt også, at størrelsen af ​​disse 'geodesiske nanodomer' afhang af temperaturen på iridiumsubstratet, og manipulationsproceduren, foreslår mulige ruter til at kontrollere størrelsen af ​​grafenark på nanoskalaen.

“Disse kan i fremtiden bruges som byggesten til ny generation af elektroniske kredsløb, for eksempel at lave meget hurtigere computere, eller mobiltelefoner, der sender data til meget højere hastigheder. ”

Leveret af University College London (nyheder:web)