سال‌هاست که خصوصیات چشمگیر گرافن، دانشمندان را مجذوب خود ساخته‌است؛ اما برای صنعتی شدن این ماده، دانشمندان باید راهی برای فراورش آن در یک مقیاس بسیار بزرگ‌تر بیابند. به‌تازگی محققانی از مؤسسه فناوری نیوجرسی(NJIT) تمام توجه خود را به رفع این چالش معطوف ساخته‌اند؛ آنها در پی آنند که با استفاده از یک روش صیقل‌دهی مکانیکی،شیمیایی(CMP) اصلاح‌شده، نواحی‌ای با مساحت صدها میکرون مربع را با مونومری از اتم‌های کربن پوشش دهند.
توسعه پوشش گرافنی و بزرگ‌تر کردن مساحت آن
سال‌هاست که خصوصیات چشمگیر گرافن، دانشمندان را مجذوب خود ساخته‌است؛ اما برای صنعتی شدن این ماده، دانشمندان باید راهی برای فراورش آن در یک مقیاس بسیار بزرگ‌تر بیابند. به‌تازگی محققانی از مؤسسه فناوری نیوجرسی(NJIT) تمام توجه خود را به رفع این چالش معطوف ساخته‌اند؛ آنها در پی آنند که با استفاده از یک روش صیقل‌دهی مکانیکی،شیمیایی(CMP) اصلاح‌شده، نواحی‌ای با مساحت صدها میکرون مربع را با مونومری از اتم‌های کربن پوشش دهند.
هایم گربل، مدیر مرکز تصویربرداری الکترونیکی NJIT، در این باره گفت:«پوشش‌دهی با مساحت بالا به این معناست که ما ممکن است روزی بتوانیم کل سطح یک ویفر را با این ماده منحصربه‌فرد پوشش دهیم و به این شکل، مدارات پرسرعت و شاید انعطاف‌پذیری بسازیم. گرچه در ایده من، ممکن است در آینده دیده شود که قابلیت ساخت ساختارهای معلق دارای اهمیت بیشتری است».
گربل و دانشجوی کارشناسی ارشد وی، آمریتا بانرجی گزارش کرده‌اند که ارتقای قابل توجهی در سیگنال‌های زیرقرمز و رامان برای مولکول‌های زیستی موجود بر روی صفحات گرافن‌دار مشاهده نموده‌اند.
این گروه برای الگودهی به یک زیرلایه با گرافن، ابتدا یک شمش گرافیتِ پیرولیتیکِ شدیداً جهت‌دهی‌شده(HOPG) را بر روی سطح آن پایین آوردند، سپس، در یک مرحله انتقالِ دوبعدی با عملکرد رایانه‌ای، زیرلایه مذکور را به زیر شمشِ HOPG منتقل کردند تا الگوهای مطلوب را بر روی آن ایجاد کنند. در ابتدا، لایه ایجادشده شامل گرافیت چندلایه به شکل جزیره‌های به‌هم‌پیوسته است. این محققان با آنیل کردن این ماده در دماهای ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد برای سه ساعت، دریافته‌اند که می‌توان هرگونه عیب توده‌سازی(stacking fault) را ترمیم نمود و به یک تک‌لایه بسیار بلوری بر روی جامد و زیرلایه‌های سوراخ‌دار دست پیدا کرد. سطوحی که تاکنون بررسی شده‌اند شامل سیلیکون، اکسید آلومینیوم آنُده‌شده و صفحات مسی هستند.
در ساده‌ترین شکل، روش رسوب‌دهی گربل و همکارانش، به‌صورت یک فرایند همپوشانی و پوشش‌دهی است و این گروه قصد دارند تا با اصلاح سیستم‌های کنونی CMP، تجهیزات فعلی را به ابزاری با عملکرد مستقل تبدیل کنند. گربل معتقد است که پوشش‌دهی یک ویفر ۱۲ یا ۱۸ اینچی با یک بلور دوبعدی با ضخامت یک تک‌لایه، یک چالش بزرگ است؛ اما تحقق چنین هدفی، مزایای بزرگی به همراه خواهد داشت؛ زیرا گرافن از رسانایی حرارتی بالا و مقاومت مکانیکی بسیار خوبی برخوردار است و خصوصیات الکترونیکی دوبعدی دارد.
نتایج این تحقیق در نشریه Nanotechnology به چاپ رسیده‌است.
