(Phys.org) - På vägen mot att skapa mindre och mindre elektroniska enheter, kisel blockerar vägen genom att begränsa de små elektroniska komponenterna som kan konstrueras med den. En lovande väg framåt har hittats genom att använda kol istället och dess studie har resulterat i ett snabbt växande område. I ett verk publicerat i ACS Nano , med hjälp av verktyg inklusive de som finns på Synchrotron Radiation Center, forskare har utvecklat en process för att göra en aldrig tidigare sett, atomtunn, kompositmaterial som innehåller ordnade lager av grafen och nanokristaller av grafenmonoxid.

Grafen, består av ett atomärt tunt lager av kol, har inte i sig de nödvändiga egenskaper som lämpar sig för användning i modern nanoelektronik. För att uppnå detta, andra element måste läggas till blandningen. När syre tillsätts kemiskt till grafen, till exempel, en egenskap som kallas bandgap skapas. Bandgapet bestämmer materialets elektriska konduktivitet, en viktig faktor för att skapa användbara elektroniska enheter. Dock, i detta skede, blandningen är ett oorganiserat arrangemang av atomer, och resulterar i dåliga elektroniska egenskaper, inklusive bandgapet. På grund av detta kan den endast användas i grundläggande elektroniska enheter som superkondensatorer, sensorer, och flexibla transparenta ledande elektroder.

I denna publikation beskriver forskare en metod för glödgning (uppvärmning) av grafen och syreblandning, vilket resulterar i en tidigare obemärkt atomstruktur. Den består av lager av syrefattig grafen som ligger mellan skikten med syrerik grafen (grafenoxid).

I bilden, antalet ringar motsvarar komplexiteten hos de olika strukturerna i Graphene-Oxide (G-O) -föreningen. Bildens vänstra sida motsvarar G-O-föreningen före glödgning (uppvärmning). Bildens högra sida, motsvarande föreningen efter glödgning, visar ytterligare ringar som indikerar en mer komplex och ordnad struktur.

Forskare bestämde att den nya kolbaserade strukturen visar löften som gör att de kan skräddarsy den, till exempel, idealiska "bandgap" för användning i nanoelektroniska enheter som sensorer, transistorer, och optoelektroniska enheter.