Forskare vid North Carolina State University har utvecklat en teknik för att omvandla positivt laddad (p-typ) reducerad grafenoxid (rGO) till negativt laddad (n-typ) rGO, skapa ett skiktat material som kan användas för att utveckla rGO-baserade transistorer för användning i elektroniska enheter.

"Grafen är extremt ledande, men är inte en halvledare; grafenoxid har ett bandgap som en halvledare, men uppför sig inte alls bra – så vi skapade rGO, " säger Jay Narayan, John C. Fan Distinguished Chair Professor of Materials Science and Engineering vid NC State och motsvarande författare till en artikel som beskriver arbetet. "Men rGO är p-typ, och vi behövde hitta ett sätt att göra n-typ rGO. Och nu har vi det för nästa generation, tvådimensionella elektroniska enheter."

Specifikt, Narayan och Anagh Bhaumik – en Ph.D. student i sitt labb – visade två saker i denna studie. Först, de kunde integrera rGO på safir- och kiselskivor – över hela wafern.

Andra, forskarna använde kraftfulla laserpulser för att störa kemiska grupper med jämna mellanrum över skivan. Denna störning flyttade elektroner från en grupp till en annan, effektivt konvertera p-typ rGO till n-typ rGO. Hela processen görs vid rumstemperatur och tryck med hjälp av högeffekts nanosekundlaserpulser, och är klar på mindre än en femtedel av en mikrosekund. Laserstrålningsglödgningen ger en hög grad av rums- och djupkontroll för att skapa de n-typområden som behövs för att skapa p-n-övergångsbaserade tvådimensionella elektroniska enheter.

Slutresultatet är en wafer med ett lager av n-typ rGO på ytan och ett lager av p-typ rGO under.

Detta är kritiskt, eftersom p-n-korsningen, där de två typerna möts, är det som gör materialet användbart för transistortillämpningar.

Pappret, "Omvandling av reducerad grafenoxid av p till n-typ genom laserglödgning vid rumstemperatur och tryck, " publiceras i Journal of Applied Physics .