روشی آسان برای تولید نمونه‌های بزرگ گرافن

ساخت نمونه‌های گرافنی دارای کیفیت و مساحت بالا کار دشواری است؛ اما محققان فرانسوی راه ‌حل ساده‌ای را برای حل این مشکل ارائه کرده‌اند. اَبهای شوکلا و همکارانش در دانشگاه پییره و ماریه‌ی پاریس، نشان داده‌اند که می‌توان حجم بزرگی از گرافن را به شیشه‌ا‌ی از جنس بوروسیلیکات متصل و پس از آن برای ایجاد یک تک‌لایه از این گرافن، آن را بر روی سطح زمینه توزیع نمود.

ساخت نمونه‌های گرافنی دارای کیفیت و مساحت بالا کار دشواری است؛ اما محققان
فرانسوی راه ‌حل ساده‌ای را برای حل این مشکل ارائه کرده‌اند. اَبهای شوکلا و
همکارانش در دانشگاه پییره و ماریه‌ی پاریس، نشان داده‌اند که می‌توان حجم
بزرگی از گرافن را به شیشه‌ا‌ی از جنس بوروسیلیکات متصل و پس از آن برای ایجاد
یک تک‌لایه از این گرافن، آن را بر روی سطح زمینه توزیع نمود.

استفاده از روش‌های مرسوم لایه‌برداری در تولید گرافن، تنها در ساخت آن دسته از
ابزارهای آزمایشی امکان‌پذیر است که مقیاس کوچکی دارند؛ اما طبق گفته‌های شوکلا،
روش جدید با حفظ کیفیت سطح نمونه، امکان تولید نمونه در مقادیر بیشتر را نیز
فراهم می‌نماید.

این محققان از روشی با عنوان «یک پیوندزنی آندی» استفاده کرده‌اند، در این روش
با استفاده از نیروهای الکتروستاتیک ناشی از رسانایی یونی سطح زمینه، یک ماده‌ی
رسانا یا نیمه‌رسانا به سطح یک زمینه‌ی شیشه‌ای چسبانده می‌شود. استفاده از
نیروهای الکتروستاتیک به این معناست که دیگر به چسب نیازی نیست. این روش در
صنایع میکروالکترونیک برای چسباندن ورق‌های نازک سیلیکونی به شیشه، استفاده‌ی
گسترده‌ای دارد.

شوکلا در این زمینه می‌گوید: «با این پیش‌فرض که زمینه‌های لایه‌ای نظیر گرافن
به سطح نمی‌چسبند و از روی آن کنده می‌شوند، این روش هرگز بر روی این نوع از
زمینه‌ها استفاده نشده بود؛ اما ما این موضوع را به یک مزیت تبدیل کردیم. تنها
اولین لایه‌های اتمی در حالت چسبیده به سطح باقی می‌مانند و در این صورت
می‌توان حجم زیادی از گرافن را از سطح جدا نمود».

نمونه‌های دارای مساحت سطح بیشتر

چسبیدن نمونه به یک زمینه‌ی شیشه‌ای سخت در این روش، سبب می‌شود تا با استفاده
از روشی ساده و مؤثر، نمونه‌هایی با مساحت سطح بیشتر و دارای کیفیتی بالاتر
ایجاد شود. امکان استفاده از این روش برای دیگر مواد لایه‌ای هم موجود است.
محققان تاکنون نمونه‌هایی در اندازه‌ی میلی‌متری تولید کرده‌، ادعا می‌کنند که
قادر به افزایش اندازه‌ی نمونه‌ها هم هستند. شوکلا خطاب به nanotechweb.org
می‌گوید: «سایر مواد به جز گرافن، حتی قادر به تولید نمونه‌های بزرگ‌تری هستند
که این موضوع امکان کاربرد آنها در حوزه‌ی میکروالکترونیک و آزمایش‌های بنیادی
محدود به اندازه‌ی نمونه را فراهم می‌آورد».

هم‌اکنون این گروه تحقیقاتی در نظر دارد روش خود را در سایر زمینه‌ها نیز توسعه
داده، از زمینه‌های مناسبی که در سطح میکرو الگودهی شده‌اند، در ساخت لایه‌های
اتمی معلّق، استفاده کنند.

به عقیده‌ی شوکلا، او هم‌اکنون با چسباندن تک‌بلور سیلیکونی به داخل یک
زمینه‌‌ی شیشه‌ای، از این روش برای ساخت همزمان‌کننده‌های طیف‌سنج اشعه‌ی ایکس
استفاده می‌کند، نتایج این کار تحقیقاتی در مجله‌ی Solid State Communications
گزارش شده‌است.