(Phys.org)—Grafeen heeft lang aangetoond potentieel te hebben voor gebruik in elektronica, maar moeilijkheden om het materiaal van een voldoende hoge kwaliteit te produceren, hebben tot nu toe de commercialisering van op grafeen gebaseerde apparaten verhinderd.

Een van de beste manieren om grafeen van hoge kwaliteit te produceren, is het epitaxiaal (in lagen) te laten groeien uit kristallen van siliciumcarbide. Voor gebruik in elektronische apparaten, het is belangrijk om het aantal grafeenlagen te kunnen tellen dat is gegroeid, omdat enkele en dubbele lagen grafeen verschillende elektrische eigenschappen hebben.

Er is een algemene overtuiging dat dit een eenvoudig genoeg proces zou moeten zijn, aangezien één laag grafeen 335 picometer hoog is. Maar, onderzoek heeft aangetoond dat voor grafeen gegroeid op siliciumcarbide, de laagdikte kan variëren tussen 85 en 415 picometer, afhankelijk van hoe de lagen zijn gestapeld. Helaas, sommige experimenten vertrouwen nog steeds op eenvoudige hoogtemetingen om de dikte van grafeen te identificeren, die dubbelzinnige resultaten kunnen opleveren.

Recent NPL-onderzoek, gepubliceerd in de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde , keek naar verschillende topografische benaderingen voor het bepalen van de dikte van grafeen en onderzocht de factoren die de nauwkeurigheid van de resultaten kunnen beïnvloeden, zoals atmosferisch water en andere adsorbaten op het grafeenoppervlak.

Dit onderzoek toonde aan dat beeldvorming met elektrostatische krachtmicroscopie (EFM) de meest eenvoudige manier is om grafeenlagen van verschillende diktes te identificeren. Het toonde ook aan dat eenvoudige hoogtemetingen heel goed kunnen overeenkomen met modellen, ooit een geabsorbeerde stof op enkellaags grafeen, dacht dat het water was, wordt in aanmerking genomen en meegenomen in de metingen.

De technieken die in dit werk worden gebruikt, en de daaruit opgedane kennis, zal ons helpen bij het verbeteren van ons vermogen om grafeenlagen te karakteriseren en kan leiden tot referentiemonsters en kalibratiemethoden, die van vitaal belang zullen zijn om de opkomst van op grafeen gebaseerde elektronische apparaten te ondersteunen.