De unika elektriska egenskaperna hos grafen har lockat forskare att föreställa sig en framtid med snabba integrerade kretsar som är gjorda med de en-kol-atom-tjocka arken, men många utmaningar återstår på vägen till kommersialisering. Forskare från University of Florida har nyligen tacklat en av dessa utmaningar - hur man tillförlitligt kan tillverka grafen i stor skala.

Teamet har utvecklat en lovande ny teknik för att skapa grafenmönster ovanpå kiselkarbid (SiC). SiC omfattar både kisel och kol, men vid höga temperaturer (cirka 1300 grader Celcius) förångas kiselatomer från ytan, lämnar kolatomerna att växa till ark av ren grafen. Forskare hade tidigare använt denna termiska sönderdelningsteknik för att skapa stora ark grafen, som sedan etsades för att göra de mönster som krävs för enheter. Etsningsprocessen, dock, kan införa defekter eller kemiska föroreningar som minskar grafens uppskattade elektronmobilitet.

I kontrast, Florida -teamets teknik gjorde det möjligt för forskarna att begränsa tillväxten av grafen till ett definierat mönster så liten som 20 nanometer. Teamet fann att implantering av kisel- eller guldjoner i SiC sänkte temperaturen vid vilken grafen bildades med cirka 100 grader Celcius. Teamet implanterade joner endast där grafenlager önskades, och värmde sedan SiC till 1200 grader Celcius. Vid denna temperatur bildade det rena SiC inte grafen, men de implanterade områdena gjorde det. Med denna teknik, laget skapade framgångsrikt grafen -nanoribbon, tunna linjer av grafen med nanoskala dimensioner.

Med ytterligare förfining, processen, beskrivs i American Institute of Physics tidskrift Tillämpad fysikbokstäver , kan uppmuntra selektiv grafentillväxt vid ännu lägre temperaturer, skriver forskarna.