Forskare vid Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) har framgångsrikt tillverkat suspenderad grafennanomesh i ett stort område genom heliumjonstrålemikroskopi. Nanoporer med sex nm diameter mönstrades enhetligt på den 1,2 um långa och 500 nm breda suspenderade grafenen. Genom att systematiskt kontrollera tonhöjden (nanopores centrum till nanopores centrum) från 15 nm till 50 nm, en serie stabila grafen nanomesh-enheter uppnåddes. Detta ger ett praktiskt sätt att undersöka de inneboende egenskaperna hos grafen nanomesh för tillämpningar för gasavkänning, fononteknik, och kvantteknik.

grafen, med sin utmärkta elektriska, termiska och optiska egenskaper, är lovande för många applikationer under det kommande decenniet. Det är också en potentiell kandidat istället för kisel för att bygga nästa generation av elektriska kretsar. Dock, utan bandgap, det är inte okomplicerat att använda grafen för fälteffekttransistorer (FET). Forskare försökte klippa ett grafenark i en liten bit av grafennanoband och observerade bandgapets öppning framgångsrikt. Dock, strömmen av grafen nanoband är för låg för att driva en integrerad krets. I detta fall, grafen nanomesh påpekas genom att introducera periodiska nanoporer på grafen, som också betraktas som en mycket liten grafen nanorribbon array.

En forskargrupp ledd av Dr. Fayong Liu och professor Hiroshi Mizuta har visat, i samarbete med forskare vid National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), att suspenderad grafennanomesh med stor yta snabbt kan uppnås med heliumjonstrålemikroskopi med en nanoporediameter under 10 nm och välkontrollerade tonhöjder. Jämfört med långsam hastighet TEM-mönster, heliumjonstrålefräsningstekniken övervinner hastighetsbegränsningen, och ger samtidigt en hög bildupplösning. Med de första elektriska mätningarna, det visade sig att den termiska aktiveringsenergin för grafennanomesh ökade exponentiellt genom att öka porositeten hos grafennanomesh. Detta ger en ny metod för bandgap engineering utöver den konventionella nanoribbon-metoden. Teamet planerar att fortsätta utforska grafen nanomesh för tillämpningen av fononteknik.

"Graphene nanomesh är ett slags ny "tegelsten" för moderna mikromaskinsystem. Teoretiskt sett, vi kan generera många typer av periodiska mönster på den ursprungliga suspenderade grafenen, som ställer in enhetens egenskaper till riktningen för en specifik applikation, i synnerhet termisk hantering i nanoskala, " säger prof. Hiroshi Mizuta, chefen för Mizuta Lab. Mizuta-labbet utvecklar för närvarande de elektriska och termiska egenskaperna hos grafenbaserade enheter för grundläggande fysik och potentiella tillämpningar som gassensorer och termiska likriktare. Syftet är att använda grafen för att bygga en grönare värld.