(Phys.org)—Op weg naar het maken van steeds kleinere elektronische apparaten, silicium blokkeert de weg door de kleinheid van de elektronische componenten die ermee kunnen worden geconstrueerd te beperken. Er is een veelbelovende weg voorwaarts gevonden door in plaats daarvan koolstof te gebruiken en de studie ervan heeft geleid tot een snel groeiend veld. In een werk gepubliceerd in ACS Nano , met behulp van tools, waaronder die gevonden op het Synchrotron Radiation Center, wetenschappers hebben een proces ontwikkeld om een ​​nooit eerder vertoonde, atomair dun, composietmateriaal met geordende lagen grafeen en nanokristallen grafeenmonoxide.

grafeen, samengesteld uit een atomair dunne laag koolstof, heeft op zichzelf niet de noodzakelijke eigenschappen die zich lenen voor gebruik in moderne nano-elektronica. Om dit te behalen, andere elementen moeten aan de mix worden toegevoegd. Wanneer zuurstof chemisch aan grafeen wordt toegevoegd, bijvoorbeeld, een eigenschap genaamd de band-gap wordt gecreëerd. De bandgap bepaalt de elektrische geleidbaarheid van een materiaal, een belangrijke factor bij het maken van bruikbare elektronische apparaten. Echter, in dit stadium, de mix is ​​een ongeorganiseerde opstelling van atomen, en resulteert in slechte elektronische eigenschappen, inclusief de bandgap. Hierdoor kan het alleen worden gebruikt in elementaire elektronische apparaten zoals supercondensatoren, sensoren, en flexibele transparante geleidende elektroden.

In deze publicatie beschrijven onderzoekers een methode voor het uitgloeien (verwarmen) van het grafeen- en zuurstofmengsel, wat resulteert in een voorheen niet waargenomen atomaire structuur. Het bestaat uit lagen zuurstofarm grafeen ingeklemd tussen lagen zuurstofrijk grafeen (grafeenoxide).

Op de afbeelding, het aantal ringen komt overeen met de complexiteit van de verschillende structuren in de grafeen-oxide (G-O) verbinding. De linkerkant van de afbeelding komt overeen met de G-O-verbinding vóór het uitgloeien (verwarmen). De rechterkant van de afbeelding, overeenkomend met de verbinding na gloeien, toont extra ringen die wijzen op een meer complexe en geordende structuur.

Wetenschappers hebben vastgesteld dat de nieuwe op koolstof gebaseerde structuur veelbelovend is, waardoor ze deze kunnen aanpassen aan het creëren, bijvoorbeeld, ideale "band gaps" voor gebruik in nano-elektronische apparaten zoals sensoren, transistoren, en opto-elektronische apparaten.