(Phys.org)—Een team van onderzoekers met leden van instellingen in de VS, Korea en China hebben een nieuwe manier ontwikkeld om dubbellaags grafeen te maken dat van hogere kwaliteit is dan dat geproduceerd door enig ander bekend proces. In hun paper gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie, het team beschrijft de techniek die ze hebben ontwikkeld en de mogelijke toepassingen voor het dubbellaagse grafeen dat wordt geproduceerd.

grafeen is, natuurlijk, een plat materiaal gemaakt van slechts enkele koolstofatomen; het vormt zich in een honingraatpatroon en blijkt uitstekende elektrische eigenschappen te hebben - een belemmering voor het gebruik van grafeen in veel toepassingen is het ontbreken van een bandgap. Die hindernis werd in 2009 gedeeltelijk overwonnen toen een team dat in de VS werkte ontdekte dat het creëren van twee lagen grafeen aan elkaar gehecht en vervolgens elektriciteit toe te passen een bandgap kon veroorzaken. Sinds die tijd, onderzoekers hebben gezocht naar manieren om dergelijk dubbellaags grafeen te maken op een manier die gecommercialiseerd zou kunnen worden. In deze laatste poging, de onderzoekers rapporteren over een nieuwe techniek die ze hebben ontwikkeld en waarvan ze beweren dat deze de hoogste kwaliteit dubbellaags grafeen tot nu toe produceert.

De huidige methode die wordt gebruikt om grafeen te maken, is door chemische dampafzetting te gebruiken - bij het maken van dubbellaags grafeen, onderzoekers moeten ervoor zorgen dat de twee lagen goed op elkaar zijn uitgelijnd, uitkomsten worden meestal als verkeerd georiënteerd of van een Bernal-type bestempeld - de laatste is duidelijk de gewenste uitkomst met het resultaat dat een AB-gestapelde configuratie wordt genoemd. De nieuwe techniek die door het team is ontwikkeld, resulteert in zo'n configuratie, het houdt in dat een kleine hoeveelheid zuurstof een dampafzettingskamer binnenkomt waar het grafeen wordt gekweekt - de zuurstof wordt gecombineerd met een koperfoliesubstraat en veroorzaakt een disassociatie tussen methaanmoleculen, waarbij koolstofatomen vrijkomen die vervolgens door de folie diffunderen en een tweede laag grafeen vormen.

Het team meldt dat de elektrische eigenschappen van het resulterende materiaal vergelijkbaar zijn met grafeen geproduceerd uit grafiet, en het heeft een band gap van ongeveer 125 meV, waarvan het team erkent dat het niet hoog genoeg is om transistors te maken, maar ze merken op dat het waarschijnlijk heel goed zou werken in optische toepassingen, zoals voor het maken van afstembare foto-emitters en/of detectoren.

© 2016 Fys.org