(Phys.org)—Graphene har länge visat potential för användning inom elektronik, men svårigheter med att producera materialet till en tillräckligt hög kvalitet har hittills förhindrat kommersialiseringen av grafenbaserade enheter.

Ett av de bästa sätten att producera grafen av hög kvalitet är att odla det epitaxiellt (i lager) från kristaller av kiselkarbid. För användning i elektroniska enheter, det är viktigt att kunna räkna antalet grafenlager som odlas, eftersom enkla och dubbla lager av grafen har olika elektriska egenskaper.

Det finns en allmän uppfattning att detta borde vara en tillräckligt enkel process, eftersom ett lager grafen antas vara 335 pikometre högt. Men, forskning har visat att för grafen som odlas på kiselkarbid, skikttjockleken kan variera var som helst mellan 85 och 415 pikometre, beroende på hur lagren staplas. Tyvärr, vissa experiment förlitar sig fortfarande på enkla höjdmätningar för att identifiera grafentjocklek, vilket kan ge tvetydiga resultat.

Nylig NPL-forskning, publiceras i Journal of Applied Physics , tittat på olika topografiska tillvägagångssätt för att bestämma grafentjocklek och undersökte de faktorer som kan påverka resultatens noggrannhet, såsom atmosfäriskt vatten och andra adsorbater på grafenytan.

Denna forskning visade att elektrostatisk kraftmikroskopi (EFM) avbildning är det enklaste sättet att identifiera grafenlager av olika tjocklek. Den visade också att enkla höjdmått kan överensstämma mycket väl med modeller, en gång ett absorberat ämne på enskiktsgrafen, tros vara vatten, beaktas och inkluderas i måtten.

Teknikerna som används i detta arbete, och kunskapen från det, kommer att bidra till att förbättra vår förmåga att karakterisera grafenlager och kan leda till referensprover och kalibreringsmetoder, som kommer att vara avgörande för att stödja framväxten av grafenbaserade elektroniska enheter.