Resultaten av den första internationella jämförelsen av mätningen av grafen har publicerats i 2D Materials , ledd av National Physical Laboratory (NPL) i Storbritannien, genom Versailles Project on Advanced Materials and Standards (VAMAS) och i samarbete med institut från hela världen.

Den internationella interlaboratoriejämförelsen (ILC) skisserade förbättringar som minskar mätosäkerheten, i vissa fall med en faktor 15, och som kommer att ligga till grund för en ny internationell standard som för närvarande är under utveckling inom ISO/IEC för Ramanspektroskopi. Detta kommer att tillhandahålla en verifierad datakälla och i slutändan ge mer exakta och exakta mätstandarder för den globala grafenindustrin.

Även om ett undermaterial med många överlägsna egenskaper kommer att störa industrier från elektronik till konstruktion, som ett enda lager av kolatomer, kan grafen vara svårt att mäta. Det finns ett stort behov av tillförlitliga, reproducerbara och exakta mätningar av grafens egenskaper, genom internationella standarder, för att underlätta industriell tillväxt.

Processer som kemisk ångdeposition (CVD) gör det möjligt för företag runt om i världen att nu producera grafen i meterskala, men en standardiserad mätmetod för att fastställa kvaliteten på materialet är fortfarande under utveckling inom International Organization for Standardization (ISO) och International Electrotechnical Commission (IEC).

VAMAS grundades 1982 av G7-gruppen av nationer för att säkerställa bästa praxis plus exakta och exakta standardiserade mätmetoder, för att främja och växa världshandeln. Mer nyligen under 2016 etablerades ett tekniskt arbetsområde för "Graphene and Related 2D Materials", som nu har 14 aktiva projekt.

Det första av dessa projekt är mätning av CVD-odlat grafen med hjälp av Raman-spektroskopi, en mätteknik för att förstå strukturen hos grafenrelaterade 2D-material. Industrialization Work Package (WP19) från EU Graphene Flagship finansierade NPL:s arbete för att leda denna internationella ILC bestående av 17 enheter, inklusive nationella metrologiinstitut, universitet och industri, med CVD-odlade grafenprover från Graphenea Semiconductor, Spanien.

Många av mätningarna för dessa VAMAS ILCs har slutförts, men det finns flera projekt som nyligen har initierats och söker deltagare. Dessa projekt kommer också att bidra till andra internationella standarder, och i slutändan förbättra noggrannheten i mätningen av grafen och andra 2D-material och, genom att göra det, möjliggöra industrin runt om i världen.

Dr Andrew J Pollard, ledande forskare vid NPL sa:"Interlaboratoriejämförelser är avgörande om vi ska kunna tillhandahålla en kvantitativ osäkerhet vid sidan av våra uppmätta värden, samt hjälpa oss att förbättra standardiserade protokoll för att uppnå så exakta och exakta värden som möjligt. Dessa djupgående studier kräver både tid och internationellt samarbete men kommer att hjälpa hela samhället genom reproducerbara och jämförbara mätningar."

Prof. Cinzia Casiraghi, professor i nanovetenskap vid University of Manchester sa:"Ramanspektroskopi är en av de mest använda teknikerna för karakterisering av grafen eftersom den snabbt kan ge ett brett utbud av information om kvaliteten på detta material. Trots sin enkelhet, avvikelser i Raman-mätningarna och data rapporterades i litteraturen, vilket påverkar industriell produktion och förmågan att jämföra grafenprover producerade i olika laboratorier. VAMAS-projektet är ett första avgörande steg i utvecklingen av ett standardiserat protokoll för karakterisering av grafen med hjälp av Raman-spektroskopi."

Dr. Amaia Zurutuza, vetenskaplig chef på Graphenea Semiconductor sa:"Detta var första gången vi deltog i en internationell jämförelse mellan laboratorier, vi fann erfarenheten mycket positiv och vi skulle vilja lyfta fram den avgörande betydelsen av denna typ av studier. Det var otroligt att sådana olika värden erhölls på samma prover. Vi kommer definitivt att delta i en annan ILC inom en snar framtid." + Utforska vidare

Vikten av internationella standarder för grafengemenskapen