Ny metode til at observere vækst af grafen ved hjælp af standard elektronmikroskop

Forskere fra University of Surrey har afsløret en ny metode, der gør det muligt for almindelige laboratoriescanningselektronmikroskoper at se grafen vokse over en mikrochipoverflade i realtid.

Denne opdagelse, offentliggjort i ACS Applied Nano Materials, kunne skabe en vej til at kontrollere væksten af ​​grafen i produktionsfabrikker og føre til pålidelig produktion af grafenlag.

At undvære brugen af ​​dyre skræddersyede systemer, den nye teknik producerer ikke kun grafenplader pålideligt, men gør det også muligt at bruge hurtigvirkende katalysatorer, der reducerer væksttiden fra flere timer til kun et par minutter.

Med brug af video imagining, holdet fra Surrey's Advanced Technology Institute (ATI) har vist grafen, der vokser over en jernkatalysator, ved hjælp af en siliciumnitridmembran fremstillet i en siliciumchip. Membranen er kun et par tiere nanometer tynd, og opvarmning og afkøling kan hurtigt styres ved hjælp af modulering af et elektrisk signal, der sendes til jernlaget. Dette fungerer både som en katalysator og som en elektrisk modstand til at levere varmen.

Billeddannelsen bruger Fermi-kontrast til at visualisere dopingniveauer af grafen. Denne kontrastmekanisme kan bruges til at identificere punktet for elektrisk kontakt mellem tilstødende grafenflager. Denne billeddannelse afslører også, at fysisk kontakt alene mellem flager ikke er tilstrækkelig til at danne elektronisk kontakt, hvilket tyder på, at der kræves yderligere binding, før elektroner er i stand til at hoppe fra flage til flage.

Professor Ravi Silva, direktør for ATI og leder af Nano-Electronics Center ved University of Surrey, sagde, "Grafen, vidundermaterialet i det 21. århundrede, har haft meget skrevet om dets unikke og bemærkelsesværdige egenskaber i løbet af det sidste årti. Det vil blive brugt i vid udstrækning, hvis det kan håndteres professionelt og nemt placeres i applikationer. At gøre dette, der skal være ruter til at observere grafen og præcist placere det på enheder. I forskningspapiret, en sådan rute - ved hjælp af et standard elektronmikroskop, der findes i de fleste veludstyrede laboratorier - er eksemplificeret. Vi håber, at dette arbejde vil tilskynde til mange flere anvendelser og opdagelser af grafen til praktisk brug."

Dr. Jose Anguita, cleanroom manager hos ATI ved University of Surrey, sagde:"Ved at være i stand til at se og kontrollere det grafen, vi producerer i realtid, kan vi et væsentligt skridt tættere på massekommercialisering og produktion af grafen til elektroniske enheder."