(PhysOrg.com) -- Ända sedan det är relativt nyligen upptäckt, grafen har skapat ett stort intresse. Grafen utvinns i många fall ur grafit, och består av ett ark av kolatomer bundna tillsammans i ett hexagonalt gitter. Eftersom grafen bara är ett atomlager tjockt, det är av intresse för nanostrukturer. Dessutom, dess elektriska och optiska egenskaper gör det till ett möjligt alternativ till material som för närvarande används i elektronik och i sensorer. Det finns till och med spekulationer om användbarheten av grafen för energitillämpningar. Grafenark kan skiktas eller mönstras för att få olika egenskaper och utföra olika funktioner.
Tyvärr, att producera grafen är en komplicerad process. Också, att kontrollera tjockleken på skiktade grafenark har varit något svårt fram till denna punkt. I ett försök att ta itu med detta, en grupp vid University of California, Berkeley har kommit på ett sätt att kontrollera tjockleken på producerad grafen. Processen beskrivs i Bokstäver i tillämpad fysik :"Metallkatalyserad kristallisation av amorft kol till grafen."
"Det är önskvärt att kontrollera lagren av grafen som du har, ” berättar Ali Javey PhysOrg.com . Han är chef för detta projekt vid UC Berkeley. "Vår metod är att omvandla amorft kol till kristallint grafen. Vi fann att genom att kontrollera den initiala tjockleken på det amorfa kolet som används, tjockleken på grafen kan kontrolleras. Vår process gör det möjligt att bättre avgöra vad vi kan få ut av grafen när det gäller egenskaper för användbara applikationer.”
Javey och hans team använde en annan process än vad som har använts hittills för att producera grafenlager. "För det mesta, den kemiska ångavsättningsprocessen har använts, " han förklarar. "Du har ett katalytiskt lager på ett substrat, och du värmer provet medan du strömmar en kolkälla i gasfas över det som sönderfaller på ytan. Dock, denna process är inte stängd, och det drar på det praktiskt taget obegränsade antalet kolatomer i miljön. Eftersom en oändlig mängd kol dras på, det är svårt att kontrollera hur många lager du får.”
Nyckeln till att få mer kontroll över grafenlager är att skapa en miljö med en begränsad mängd kol. "I vår process, vi använder en fast kolkälla som avsätts med ändlig tjocklek på substratet. Sedan lägger vi det katalytiska lagret ovanpå. Eftersom vi kontrollerar den initiala tjockleken av kol, vi kan kontrollera antalet grafenlager vi har, säger Javey.
Han fortsätter:"Detta är viktigt eftersom tjockleken direkt påverkar den elektriska, optiska och mekaniska egenskaper hos grafen. Att kunna kontrollera grafenlager skulle tillåta oss att skapa grafen för specifika ändamål, öka den övergripande nyttan av sin produktion."
Nästa steg är att verifiera att grafen som produceras på detta sätt är av samma kvalitet som grafen som produceras genom kemisk ångavsättning. "Det ser lovande ut, ” insisterar Javey. "Vi har använt Raman-spektroskopi för att jämföra, och från den synpunkten, kvaliteten är bra. Men vi startar också en elektrisk analys, för att bättre kunna bedöma kvaliteten.”
Går framåt, Javey förväntar sig att denna process kan hjälpa grafen att få bredare användning. "Det finns ett antal möjliga tillämpningar för grafen, och när vi väl förstår det bättre, vi borde kunna dra nytta av det."
Andra medlemmar i teamet inkluderade Roya Maboudian och hennes forskargrupp vid Berkeley.
Copyright 2010 PhysOrg.com.
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivs eller omdistribueras helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.
