Grafen har väckt stort intresse både för att utforska grundläggande vetenskap och för ett brett spektrum av tekniska tillämpningar. Kemisk ångdeposition (CVD) är för närvarande den enda arbetsmetoden för att odla grafen i stor skala, som krävs för industriella tillämpningar. Tyvärr, den producerade grafenen är vanligtvis polykristallin, bestående av ett lapptäcke av korn med olika orienteringar och storlekar, sammanfogade av korngränser av oregelbundna former.
Forskare från ICN2 Theoretical and Computational Nanoscience Group sammanställde en översiktsartikel i Advanced Materials för att avgöra om grafenkornsgränser är en välsignelse eller en förbannelse. ICREA forskningsprofessor Stephan Roche, Gruppledare på ICN2, tillsammans med Dr Aron Cummings, Jose Eduardo Barrios Vargas och Van Tuan Dinh, från samma grupp, dela författarskapet till recensionen med forskare från Sungkyunkwan University. Översiktsartikeln ger inte bara riktlinjer för förbättring av grafenenheter, men öppnar också ett nytt forskningsområde för konstruktion av grafenkornsgränser för mycket känsliga elektrobiokemiska enheter.
Granskningen analyserar utmaningarna och möjligheterna med laddningstransport i polykristallin grafen, vilket innebär att sammanfatta den senaste kunskapen om grafenkornsgränser (GGB). Granskningen är uppdelad i följande avsnitt:Struktur och morfologi hos GGB; Metoder för att observera GGB; Mätning av elektrisk transport över GGB:er; Manipulering av GGB med funktionella grupper.
Arbetet beskriver hur TEM och STM, kombinerat med teori och simulering, kan ge information för observation och karakterisering av GGB på atomär skala. Dessa gränser har intressanta egenskaper, som det faktum att de kan vara en bra mall för syntes av 1D-material, kan vara användbart för att designa sensorer för att detektera gaser och molekyler eller tillåta selektiv diffusion av begränsade gaser och molekyler. Att kontrollera atomstrukturen hos GGB med CVD är en stor utmaning ur vetenskaplig synvinkel, men skulle vara ett stort steg framåt i förverkligandet av nästa generations teknik baserad på detta material.
