محققان دانشگاه هاروارد یک روش غیر تماسی را برای حکاکی گرافن ابداع کردند. این روش که در آن برای ایجاد طرح‌های کوچک‌تر از ۱۰ نانومتر بر روی گرافن، از پرتوی یون‌های هلیوم استفاده می‌شود، در واقع یک روش حکاکی مستقیم است که به ماسک‌های مقاوم یا حکاکی شیمیایی/ پلاسمایی نیاز ندارد.
حکاکی گرافن با استفاده از یون‌های هلیوم
گرافن به‌دلیل خواص الکترونی و مکانیکی، همچنین پتانسیل کاربردی بالای آن در تجهیزات الکترونیکی- از ترانزیستورها تا آشکارسازهای تک‌مولکولی- بسیار مورد توجه دانشمندان قرار دارد. بیشتر آزمایش‌ها بر تولید تجهیزات گرافنی از نقاط کوانتومی یا نوارهای نانومقیاس گرافنی متمرکز شده‌اند. اندازه‌ی این ساختارها عموماً بین ۵ تا ۵۰ نانومتر است و با استفاده از لیتوگرافی پرتو یونی و حکاکی یونی ساخته می‌شوند. گرچه این روش‌ها برای تولید ابزار نانومقیاس خوب هستند، باعث تخریب و ایجاد نقایصی در مواد می‌شوند.
اخیراً دانشمندان دانشگاه هاروارد با همکاری مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست (MIT)، موفق به روشی برای این مسئله شدند. آنها از یک میکروسکوپ یون هلیوم به‌عنوان یک ابزار لیتوگرافی برای حکاکی نانوساختارها در گرافن استفاده کردند. این پرتوها در مقیاس زیر نانومتر بوده و قدرت تفکیک آنها در حدود ۵/۰ نانومتر و حتی کمتر است که برای یک فرایند لیتوگرافی دقیق بسیار مناسب است.
این حقیقت که روش مذکور غیر تماسی است، اهمیت بسیاری برای مواد تک‌لایه‌ای مانند گرافن دارد؛ زیرا هرگونه تماس سطحی می‌تواند باعث تخریب سطح یا وارد کردن مواد شیمیایی شده، اختلال و آشفتگی را در تجهیزات تولید‌‌شده، ایجاد کند.
از این روش می‌توان در ساخت قطعات الکترونیکی پرسرعت و ابزار آزمایشگاهی فیزیک مدرن در زمینه‌ی اطلاعات کوانتومی استفاده کرد، همچنین ممکن است به کمک آن بتوان راهی برای ورود گرافن به صنعت نیمه‌هادی‌ها پیدا کرد.
