Elektronisk karakterisering av grafen:STS-bilder överlagrade på en tredimensionell återgivning av den underliggande silvertopgrafin vid (a) -200 meV och (b) -60 meV. Båda bilderna är 150 x 150 nm. Skillnaden i tillståndstätheten vid de dendritiska grafenkanterna vid de två olika energierna är synlig. Detta beteende överensstämmer med en elektronisk struktur som inte störs av det underliggande silversubstratet.
Användare från Northwestern University, arbetar med Center for Nanoscale Materials EMMD Group i Argonne, har visat den första tillväxten av grafen på ett silversubstrat.
Unik vågliknande elektronspridning vid kanterna av den dendritiska grafen observerades också för första gången. Detta beteende överensstämmer med en elektronisk struktur som inte störs av det underliggande silvret, tillhandahållande av ett nytt system där grafen kopplas från dess substrat. Eftersom grafenet är elektroniskt frikopplat från silversubstratet, grafens inneboende egenskaper kan studeras direkt. Denna nya tillväxtmetod kan möjliggöra förbättrad gränssnitt av grafen med andra tvådimensionella material - ett viktigt steg för utvecklingen av grafenbaserade kretsar och annan teknologi.
grafen, ett enatoms tjockt kollager med extraordinär ledningsförmåga och styrka, lovar för en rad applikationer. Dock, nuvarande metoder för att odla grafen på metaller har varit misslyckade med silver. Medan grafen konventionellt odlas på en metallyta genom att katalytiskt sönderdela kolväten vid förhöjda temperaturer, denna metod är ineffektiv för silverunderlag eftersom substraten är kemiskt inerta och har en relativt låg smältpunkt. Med hjälp av en grafitkolkälla, laget kunde odla grafen genom att avsätta atomkol, snarare än en kolbaserad molekylär prekursor, på underlaget. Tillväxten kringgick behovet av en kemiskt aktiv yta och tillät grafentillväxt vid lägre temperaturer.
Forskarna fann också att grafenen de odlade var elektroniskt frikopplad från det underliggande silversubstratet, låta grafens inneboende egenskaper studeras och utnyttjas direkt på tillväxtsubstratet; denna egenskap har inte tidigare observerats med grafen som odlats på andra metaller. Forskarna observerade unik vågliknande elektronspridning vid kanterna av grafenet som tidigare endast observerats på isolerande substrat.
Scanning tunneling microscopy (STM) utfördes vid CNM med användning av ett Omicron VT-system med elektrokemiskt etsade volframspetsar vid 55K. Skanningstunnelspektroskopi (STS) samlades samtidigt in via periodisk modulering till den applicerade spänningen. Raman-spektroskopi togs med ett Renishaw InVia Raman-mikroskop med användning av en 514-nm laserlinje. Att odla grafen på silver under ultrahögvakuumförhållanden kan resultera i exceptionellt rena prover som kan ge möjligheter för ultrasnabb elektronik och avancerad optik.
