Gebruikers van de Northwestern University, werken met het Center for Nanoscale Materials EMMD Group in Argonne, hebben de eerste groei van grafeen op een zilversubstraat aangetoond.

Unieke golfachtige elektronenverstrooiing aan de randen van het dendritische grafeen werd ook voor het eerst waargenomen. Dit gedrag is consistent met een elektronische structuur die niet wordt verstoord door het onderliggende zilver, het leveren van een nieuw systeem waarin grafeen wordt ontkoppeld van zijn substraat. Omdat het grafeen elektronisch is ontkoppeld van het zilversubstraat, de intrinsieke eigenschappen van grafeen kunnen direct worden bestudeerd. Deze nieuwe groeimethode kan een verbeterde koppeling van grafeen met andere tweedimensionale materialen mogelijk maken - een essentiële stap voor de ontwikkeling van op grafeen gebaseerde circuits en andere technologieën.

grafeen, een één atoom dikke koolstoflaag met buitengewone geleidbaarheid en sterkte, belooft veel voor een scala aan toepassingen. Echter, huidige methoden voor het kweken van grafeen op metalen zijn niet succesvol geweest met zilver. Terwijl grafeen conventioneel op een metalen oppervlak wordt gekweekt door koolwaterstoffen bij verhoogde temperaturen katalytisch te ontleden, deze methode is niet effectief voor zilversubstraten omdat de substraten chemisch inert zijn en een relatief laag smeltpunt hebben. Met behulp van een grafiet-koolstofbron, het team was in staat grafeen te laten groeien door atomaire koolstof af te zetten, in plaats van een op koolstof gebaseerde moleculaire voorloper, op de ondergrond. De groei omzeilde de behoefte aan een chemisch actief oppervlak en liet de grafeengroei bij lagere temperaturen toe.

De onderzoekers ontdekten ook dat het grafeen dat ze groeiden elektronisch was ontkoppeld van het onderliggende zilversubstraat. waardoor de intrinsieke eigenschappen van grafeen direct op het groeisubstraat kunnen worden bestudeerd en benut; deze eigenschap is niet eerder waargenomen met grafeen dat op andere metalen is gegroeid. De onderzoekers observeerden unieke golfachtige elektronenverstrooiing aan de randen van het grafeen die voorheen alleen op isolerende substraten waren waargenomen.

Scanning tunneling microscopie (STM) werd uitgevoerd bij CNM met behulp van een Omicron VT-systeem met elektrochemisch geëtste wolfraamtips bij 55K. Scanning tunneling spectroscopie (STS) werd gelijktijdig verzameld via periodieke modulatie op de aangelegde spanning. Raman-spectroscopie werd genomen met een Renishaw InVia Raman-microscoop met een laserlijn van 514 nm. Het kweken van grafeen op zilver onder ultrahoogvacuümomstandigheden kan resulteren in uitzonderlijk zuivere monsters die mogelijk kansen bieden voor ultrasnelle elektronica en geavanceerde optica.