Onderzoekers van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) hebben met succes gesuspendeerd grafeen nanomesh in een groot gebied gefabriceerd met behulp van heliumionenbundelmicroscopie. Nanoporiën met een diameter van zes nm werden uniform van een patroon voorzien op het 1,2 um lange en 500 nm brede gesuspendeerde grafeen. Door de toonhoogte (van het centrum van de nanopore tot het centrum van de nanopore) systematisch te regelen van 15 nm tot 50 nm, een reeks stabiele grafeen nanomesh-apparaten werd bereikt. Dit biedt een praktische manier om de intrinsieke eigenschappen van grafeen nanomesh te onderzoeken naar toepassingen voor gasdetectie, fonon-techniek, en kwantumtechnologie.

grafeen, met zijn uitstekende elektrische, thermische en optische eigenschappen, is veelbelovend voor veel toepassingen in het komende decennium. Het is ook een potentiële kandidaat in plaats van silicium om de volgende generatie elektrische circuits te bouwen. Echter, zonder bandgap, het is niet eenvoudig om grafeen te gebruiken voor veldeffecttransistors (FET's). Onderzoekers probeerden een grafeenvel in een klein stukje grafeen nanoribbon te snijden en observeerden de opening van de bandgap met succes. Echter, de stroom van grafeen nanoribbons is te laag om een ​​geïntegreerde schakeling aan te drijven. In dit geval, het grafeen nanomesh wordt aangegeven door periodieke nanoporiën op het grafeen te introduceren, die ook worden beschouwd als een zeer kleine grafeen-nanoribbon-array.

Een onderzoeksteam onder leiding van Dr. Fayong Liu en professor Hiroshi Mizuta heeft aangetoond, in samenwerking met onderzoekers van het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), dat grote oppervlakte gesuspendeerd grafeen nanomesh snel haalbaar is door heliumionenbundelmicroscopie met sub-10 nm nanoporiëndiameter en goed gecontroleerde toonhoogtes. In vergelijking met TEM-patronen op lage snelheid, de heliumionenstraalfreestechniek overwint de snelheidsbeperking, en biedt ondertussen een hoge beeldresolutie. Met de eerste elektrische metingen, het bleek dat de thermische activeringsenergie van het grafeen nanomesh exponentieel toenam door de porositeit van het grafeen nanomesh te vergroten. Dit biedt een nieuwe methode voor bandgap-engineering die verder gaat dan de conventionele nanoribbon-methode. Het team is van plan door te gaan met het verkennen van grafeen nanomesh voor de toepassing van fonon-engineering.

"Grafeen nanomesh is een soort nieuwe 'baksteen' voor moderne micromachinesystemen. Theoretisch, we kunnen vele soorten periodieke patronen genereren op het originele zwevende grafeen, die de eigenschap van het apparaat afstemt op de richting voor een specifieke toepassing, in het bijzonder thermisch beheer op nanoschaal, " zegt prof. Hiroshi Mizuta, het hoofd van Mizuta Lab. Het Mizuta-lab ontwikkelt momenteel de elektrische en thermische eigenschappen van op grafeen gebaseerde apparaten voor fundamentele fysica en potentiële toepassingen zoals gassensoren en thermische gelijkrichters. Het doel is om met grafeen een groenere wereld te bouwen.