Skæring af grafenkagen

(Phys.org) - Forskere ved University of Manchester har vist, at grafen kan bruges som en byggesten til at skabe nye 3D-krystalstrukturer, som ikke er begrænset af, hvad naturen kan producere.

Sammenlægning af individuelle grafenplader mellem isolerende lag for at producere elektriske enheder med unikke nye egenskaber, metoden kunne åbne op for en ny dimension af fysikforskning.

Skriver ind Naturmaterialer , forskerne viser, at en ny billedbehandlingsteknik fra siden kan bruges til at visualisere de individuelle atomlag af grafen i de enheder, de har bygget. De fandt ud af, at strukturerne var næsten perfekte, selv når mere end 10 forskellige lag blev brugt til at bygge stakken.

Dette overraskende resultat indikerer, at de nyeste teknikker til isolering af grafen kan være et stort spring fremad for ingeniørarbejde på atomniveau.

Denne udvikling giver større vægt til grafens egnethed som en vigtig komponent i den næste generation af computerchips.

Forskernes side-view-billedmetode virker ved først at udtrække en tynd skive fra midten af ​​enheden. Dette svarer til at skære gennem en sten for at afsløre de geologiske lag eller skære i en chokoladeport for at afsløre de individuelle lag af glasur.

Forskerne brugte en stråle af ioner til at skære ind i overfladen af ​​grafen og grave en rende på hver side af den sektion, de ønskede at isolere. De fjernede derefter en tynd skive af enheden. Vidundermateriale grafen er et todimensionelt materiale, der består af et enkelt lag kulstofatomer arrangeret i en bikage- eller kyllingetrådsstruktur. Det er det tyndeste materiale i verden og er alligevel også et af de stærkeste. Det leder elektricitet lige så effektivt som kobber og overgår alle andre materialer som varmeleder.

Ved at demonstrere dets bemærkelsesværdige egenskaber vandt professor Andre Geim og professor Kostya Novoselov Nobelprisen i fysik i 2010. University of Manchester bygger et state-of-the-art National Graphene Institute for fortsat at være førende inden for grafenforskning.

Dr Sarah Haigh, fra University of Manchester's School of Materials, sagde:"Forskellen er, at vores skiver kun er omkring 100 atomer tykke, og dette giver os mulighed for at visualisere de individuelle atomlag af grafen i projektion.

"Vi har fundet ud af, at den observerede ruhed af grafen er korreleret med deres ledningsevne. Selvfølgelig skal vi foretage alle vores elektriske målinger, før vi skærer ind i enheden. Vi var også i stand til at observere, at lagene var helt rene, og at der var rester tilbage. over fra produktion adskilt i isolerede lommer og påvirkede derfor ikke enhedens ydeevne.

"Vi planlægger at bruge denne nye tilgang til billedbehandling fra siden til at forbedre ydeevnen af ​​vores grafenenheder."