Georgia Tehnoloogiainstituudi teadlased töötasid grafeeni sadestamiseks välja uue meetodi, milles süsinik sadestatakse ränikarbiidist šabloonile.
Uus meetod hõlmab endas ränikarbiidi pinnale mustrite söövitamist ning grafeeni kasvatamist sellele. Muster käitub kui šabloon, juhtides kogu grafeeni sadestamise protsessi, tänu millele on võimalik valmistada kindlate mõõtmetega nanostruktuure, kasutamata seejuures e-kiiri või muid materjali lõhkuvaid lõikamistehnikaid. Uuel viisil valmistatud nanoribadel on sujuvad ääred, mistõttu väheneb ka elektronide hajumine materjalis, kirjutab sciencedaily.com.
Grafeentransistorid. Pilt: Georgia Institute of Technology
Walt de Heer
, Georgia Tehnoloogiainstituudi professor koos oma uurimisgrupiga valmistas uue meetodi abil 10 000 grafeentransistorist koosneva 0,24 ruutsentimeetrise kiibi, mis on teadaolevalt seni suurima tihedusega grafeenseadmetest koosnev üksus.
Grafeenstruktuuride valmistamiseks kasutati ränikarbiidi sisse mustrite söövitamiseks tavapäraseid meetodeid, misjärel plaadike 1500 kraadini kuumutati, tänu millele söövitamisel tekkinud järsud ääred tasaseks sulasid. Grafeeni kihtide sadestamise asemel piirasid teadlased kuumutamise aega aga nii palju, et grafeen sadestus ainult kontuuride äärtele. Selle saavutamiseks kasutati ära fakti, mille kohaselt grafeen kasvab ränikarbiidi kristalli ühtedele külgedele kiiremini kui teistele. Saadud nanoribade mõõtmed on kontuuri sügavusega võrdelises seoses, misläbi saavutati nanostruktuuri mõõtmete üle kindel kontroll.
Keerulisemate grafeenstruktuuride valmistamiseks saab kompleksema šablooni saamiseks viia läbi mitu söövitamisprotsessi, selgitas de Haar. Pärast kõigest 40 nanomeetri laiuste nanoribade valmistamist katsid teadlased ribad isoleeriva materjaliga ning paigutasid seadmele metallist paisuelektroodi, saades seega väljaefekt-transistori.
Uurimuse läbiviimises osalesid veel M. Sprinkle, M. Ruan, Y Hu, J. Hankinson, M. Rubio-Roy, B. Zhang, X. Wu ning C. Berger. Artikkel uurimuse kohta ilmus teadusajakirja Nature Nanotechnology veebiväljaandes.
Teadusartikkel “Scalable templated growth of graphene nanoribbons on SiC“