De unieke elektrische eigenschappen van grafeen hebben onderzoekers verleid om zich een toekomst voor te stellen van snelle geïntegreerde schakelingen gemaakt met de één-koolstofatoom-dikke platen, maar er zijn nog veel uitdagingen op het pad naar commercialisering. Wetenschappers van de Universiteit van Florida hebben onlangs een van deze uitdagingen aangepakt:hoe grafeen betrouwbaar op grote schaal te produceren.

Het team heeft een veelbelovende nieuwe techniek ontwikkeld voor het maken van grafeenpatronen bovenop siliciumcarbide (SiC). SiC omvat zowel silicium als koolstof, maar bij hoge temperaturen (ongeveer 1300 graden Celsius) zullen siliciumatomen van het oppervlak verdampen, de koolstofatomen achterlatend om uit te groeien tot vellen puur grafeen. Onderzoekers hadden eerder deze thermische ontledingstechniek gebruikt om grote vellen grafeen te maken, die vervolgens werden geëtst om de patronen te maken die nodig zijn voor apparaten. Het etsproces, echter, kan defecten of chemische verontreinigingen introduceren die de gewaardeerde elektronenmobiliteit van grafeen verminderen.

In tegenstelling tot, Dankzij de techniek van het Florida-team konden de onderzoekers de groei van grafeen beperken tot een bepaald patroon van slechts 20 nanometer. Het team ontdekte dat het implanteren van silicium- of goudionen in SiC de temperatuur waarbij grafeen werd gevormd met ongeveer 100 graden Celsius verlaagde. Het team implanteerde alleen ionen waar grafeenlagen gewenst waren, en verwarmde vervolgens het SiC tot 1200 graden Celsius. Bij deze temperatuur vormde het zuivere SiC geen grafeen, maar de geïmplanteerde gebieden deden dat wel. Met behulp van deze techniek, het team heeft met succes grafeen nanoribbons gemaakt, dunne lijnen van grafeen met afmetingen op nanoschaal.

Met verdere verfijning, het proces, beschreven in het tijdschrift van het American Institute of Physics Technische Natuurkunde Brieven , kan mogelijk selectieve grafeengroei stimuleren bij nog lagere temperaturen, schrijven de onderzoekers.