Voor technologie-insiders, grafeen is een gecertificeerde big deal. Het één-atoom dik op koolstof gebaseerde materiaal roept rapsodische beschrijvingen op als de sterkste, dunste materiaal dat bekend is. Het is ook licht, flexibel, en in staat om zowel elektriciteit als koper te geleiden. Op grafeen gebaseerde elektronica belooft vooruitgang zoals hogere internetsnelheden, goedkopere zonnecellen, nieuwe sensoren, ruimtepakken gesponnen van grafeengaren, en meer.

Nu een onderzoeksteam van het National Institute of Standards and Technology (NIST) in Boulder, kleur, kan helpen om de belofte van grafeen dichter bij de realiteit te brengen. Tijdens het zoeken naar een ideaal groeiplatform voor het materiaal, onderzoekers ontwikkelden een veelbelovend nieuw recept voor een grafeensubstraat:een dunne film van koper met massieve kristallijne korrels. De bevindingen van het team verschijnen in het tijdschrift AIP-vooruitgang .

De belangrijkste vooruitgang is de korrelgrootte van het kopersubstraat. De grote korrels zijn enkele centimeters groot - volgens micro-elektronica-normen een sul - maar hun relatieve massa stelt hen in staat om de hoge temperaturen te overleven die nodig zijn voor de groei van grafeen, legt NIST-onderzoeker Mark Keller uit.

Het onvermogen van de meeste koperfilms om dit stadium van grafeengroei te overleven "was een probleem dat de productie van grafeenapparaten op waferschaal verhinderde, ' zei Keller.

Dunne films zijn een essentieel onderdeel van veel elektronische, optisch, en medische technologieën, maar de korrels in deze films zijn meestal kleiner dan één micrometer. Om het nieuwe koperen oppervlak te vervaardigen, waarvan de korrels ongeveer 10 zijn, 000 keer groter, de onderzoekers bedachten een proces in twee stappen.

Eerst, ze zetten koper af op een saffierwafel die iets boven kamertemperatuur werd gehouden. Tweede, ze voegden de transformatieve stap van gloeien toe, of warmtebehandeling, de film bij een veel hogere temperatuur, nabij het smeltpunt van koper. Om de levensvatbaarheid van hun gigantische film te demonstreren, de onderzoekers groeiden met succes grafeenkorrels met een diameter van 0,2 millimeter op het nieuwe koperen oppervlak.