Fremstilling af grafenlag ved hjælp af krystallisation

(PhysOrg.com) - Lige siden det er relativt nylig fundet, grafen har skabt stor interesse. Grafen ekstraheres fra grafit i mange tilfælde, og består af et ark carbonatomer bundet sammen i et sekskantet gitter. Fordi grafen kun er et atomlag tykt, det er af interesse for nanostrukturer. Derudover dets elektriske og optiske egenskaber gør det til et muligt alternativ til materialer, der i øjeblikket bruges i elektronik og i sensorer. Der er endda spekulationer om nytten af ​​grafen til energianvendelser. Grafenark kan være lagdelt eller mønstret for at få forskellige egenskaber og udføre forskellige funktioner.

Desværre, fremstilling af grafen er en kompliceret proces. Også, at kontrollere tykkelsen af ​​lagdelte grafenplader har været noget vanskelig op til dette punkt. I et forsøg på at løse dette, en gruppe ved University of California, Berkeley er kommet på en måde at kontrollere tykkelsen af ​​produceret grafen. Processen er beskrevet i Anvendt fysik bogstaver :"Metalkatalyseret krystallisation af amorft carbon til grafen."

"Det er ønskeligt at kontrollere de lag af grafen, du har, ”Fortæller Ali Javey PhysOrg.com . Han er leder af dette projekt på UC Berkeley. ”Vores tilgang er at omdanne amorft carbon til krystallinsk grafen. Vi fandt ud af, at ved at kontrollere den oprindelige tykkelse af det anvendte amorfe carbon, tykkelsen af ​​grafen kan kontrolleres. Vores proces gør det muligt bedre at bestemme, hvad vi kan få fra grafen med hensyn til egenskaber til nyttige applikationer. ”

Javey og hans team brugte en anden proces end den, der hidtil har været brugt til at producere grafenlag. "For det meste, den kemiske dampaflejringsproces er blevet brugt, ”Forklarer han. "Du har et katalytisk lag på et substrat, og du opvarmer prøven, mens du flyder en gasfasekulkilde over den, der nedbrydes på overfladen. Imidlertid, denne proces er ikke lukket, og det trækker på det stort set ubegrænsede antal kulstofatomer i miljøet. Fordi der trækkes en uendelig mængde kulstof, det er svært at kontrollere, hvor mange lag du får. ”

Nøglen til at få mere kontrol over grafenlag er at skabe et miljø med en begrænset mængde kulstof. ”I vores proces, vi bruger en fast kulstofkilde, der er afsat med en endelig tykkelse på substratet. Derefter lægger vi det katalytiske lag oven på. Fordi vi kontrollerer den oprindelige tykkelse af kulstof, vi kan styre antallet af grafenlag, vi har, ”Siger Javey.

Han fortsætter:“Dette er vigtigt, fordi tykkelse direkte påvirker det elektriske, optiske og mekaniske egenskaber af grafen. At kunne kontrollere grafenlag ville give os mulighed for at oprette grafen til specifikke formål, øge den generelle nytteværdi af sin produktion. ”

Det næste trin er at verificere, at grafen produceret på denne måde er af samme kvalitet som grafen produceret ved kemisk dampaflejring. ”Det ser lovende ud, ”Insisterer Javey. "Vi har brugt Raman -spektroskopi til at sammenligne, og fra det synspunkt, kvaliteten er god. Men vi starter også en elektrisk analyse, for bedre at kunne vurdere kvaliteten. ”

Fremadrettet, Javey forventer, at denne proces kan hjælpe grafen med at få større anvendelse. "Der er en række mulige applikationer for grafen, og når vi forstår det bedre, vi burde kunne gøre god brug af det. ”

Andre medlemmer af teamet omfattede Roya Maboudian og hendes forskningsgruppe i Berkeley.

Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alle rettigheder forbeholdes. Dette materiale må ikke offentliggøres, udsende, omskrevet eller omfordelt helt eller delvist uden udtrykkelig skriftlig tilladelse fra PhysOrg.com.