Onderzoekers van de North Carolina State University hebben een techniek ontwikkeld om positief geladen (p-type) gereduceerd grafeenoxide (rGO) om te zetten in negatief geladen (n-type) rGO, het creëren van een gelaagd materiaal dat kan worden gebruikt om op rGO gebaseerde transistors te ontwikkelen voor gebruik in elektronische apparaten.

"Grafeen is extreem geleidend, maar is geen halfgeleider; grafeenoxide heeft een bandgap zoals een halfgeleider, maar gedraagt ​​zich helemaal niet goed – daarom hebben we rGO gemaakt, " zegt Jay Narayan, de John C. Fan Distinguished Chair Professor of Materials Science and Engineering bij NC State en corresponderende auteur van een paper waarin het werk wordt beschreven. "Maar rGO is p-type, en we moesten een manier vinden om n-type rGO te maken. En nu hebben we het voor de volgende generatie, tweedimensionale elektronische apparaten."

specifiek, Narayan en Anagh Bhaumik - een Ph.D. student in zijn lab – toonden twee dingen aan in deze studie. Eerst, ze waren in staat om rGO te integreren op saffier- en siliciumwafels - over de hele wafel.

Tweede, de onderzoekers gebruikten krachtige laserpulsen om chemische groepen met regelmatige tussenpozen over de wafer te verstoren. Deze verstoring verplaatste elektronen van de ene groep naar de andere, effectief omzetten van p-type rGO naar n-type rGO. Het hele proces wordt uitgevoerd bij kamertemperatuur en druk met behulp van krachtige laserpulsen van nanoseconden, en wordt voltooid in minder dan een vijfde van een microseconde. Het uitgloeien met laserstraling biedt een hoge mate van ruimtelijke en dieptecontrole voor het creëren van de n-type gebieden die nodig zijn om op pn-overgangen gebaseerde tweedimensionale elektronische apparaten te creëren.

Het eindresultaat is een wafer met een laag n-type rGO op het oppervlak en een laag p-type rGO eronder.

Dit is kritisch, omdat de pn-overgang, waar de twee typen elkaar ontmoeten, is wat het materiaal bruikbaar maakt voor transistortoepassingen.

De krant, "Conversie van p naar n-type gereduceerd grafeenoxide door lasergloeien bij kamertemperatuur en druk, " is gepubliceerd in de Tijdschrift voor Toegepaste Natuurkunde .