Afkoblet grafen takket være kaliumbromid

Anvendelsen af ​​kaliumbromid til produktion af grafen på en kobberoverflade kan føre til bedre resultater. Når kaliumbromidmolekyler arrangerer sig mellem grafen og kobber, det resulterer i elektronisk afkobling. Dette ændrer de elektriske egenskaber af den producerede grafen, bringe dem tættere på ren grafen, som rapporteret af fysikere fra universiteterne i Basel, Modena og München i tidsskriftet ACS Nano .

Grafen består af et lag carbonatomer med kun et atom i tykkelse i et bikagemønster og er genstand for intensiv forskning på verdensplan. Takket være dets høje fleksibilitet, kombineret med fremragende stabilitet og elektrisk ledningsevne, grafen har mange lovende applikationer - især inden for elektroniske komponenter.

Molekyler til afkobling

Grafen produceres ofte via en kemisk reaktion på metalliske overflader i en proces kendt som kemisk dampaflejring. Grafenlaget og det underliggende metal kobles derefter elektrisk, hvilket formindsker nogle af grafens særlige elektriske egenskaber. Til brug inden for elektronik, grafen skal overføres til isolerende substrater i en proces i flere trin, hvor der er risiko for skader og forurening.

For at opnå fejlfri, ren grafen, det er derfor at foretrække at afkoble grafen elektrisk fra det metalliske substrat og udvikle en metode, der muliggør lettere overførsel uden skader. Gruppen ledet af professor Ernst Meyer fra Institut for Fysik og Swiss Nanoscience Institute (SNI) ved University of Basel undersøger måder at inkorporere molekyler mellem grafenlaget og substratet efter den kemiske aflejringsproces, hvilket fører til denne type afkobling.

Ændring af elektriske egenskaber

I en undersøgelse foretaget af SNI -doktoranden Mathias Schulzendorf, forskere har vist, at kaliumbromid er ideelt til dette. Kaliumbromid er et opløseligt hydrogenbromidsalt. I modsætning til den kemisk lignende forbindelse natriumchlorid, kaliumbromidmolekyler arrangerer sig mellem grafenlaget og kobbersubstratet. Dette blev demonstreret af forskere i en række forskellige scanning sonde mikroskopi undersøgelser.

Beregninger udført af kolleger ved University of Modena og Reggio Emilia (Italien) forklarer dette fænomen:Det er mere energisk fordelagtigt for systemet, hvis kaliumbromidmolekyler arrangerer sig mellem grafen og kobber, end hvis de aflejres på grafen - som det sker med natriumchlorid.

Forskerne har vist, at det mellemliggende lag af kaliumbromid ændrer grafens elektriske egenskaber - indtil de svarer til dem, der forventes for frit grafen. "Vores arbejde har vist, at grafen og det underliggende metal kan afkobles ved hjælp af kaliumbromid, bringe os et vigtigt skridt tættere på at producere rent og fejlfrit grafen, "siger projektleder Dr. Thilo Glatzel, der er medlem af Meyers team.