گرافن را میتوان با لایهبرداری از ورقههای گرافیت ایجاد کرد. راه دیگر ساخت گرافن، رشد یک لایهی کربن بهصورت epitaxial روی sic است. در گرافنی که با این روش ساخته میشود، برامدگیهایی ایجاد میشود. محققان دانشگاه ویسکانسین، به بررسی منشأ این برامدگیها بهوسیلهی میکروسکوپ STM پرداختهاند.
ساخت گرافن بدون برامدگی با روش نشست اتمی
گرافن ورقهای است از جنس کربن به ضخامت یک اتم، که اتمهای کربن در آن هیبریداسیون
sp2 داشته، بهصورت شبکهی بلوری کندوی عسل شکل گرفتهاند. گرافنها دارای خواص
فیزیکی قابل توجهی نظیر توانایی بالای انتقال الکترون هستند. با لایهبرداری از
ورقههای گرافیت میتواندگرافن را ایجاد کرد. راه دیگر ساخت گرافن، رشد یک لایهی
کربن بهصورت epitaxial (نشست دادن فیلم تکبلوری روی یک بستر تکبلوری) روی sic
است. در این روش اتمهای سیلیکون در دمای بسیار بالا (۱۴۰۰ درجه) از بستر sic متصاعد میگردد.
در گرافنی که با
این روش ساخته میشود، برامدگی و چینخوردگیهایی ایجاد میشود.
محققان دانشگاه ویسکانسین در میلواکی آمریکا، به بررسی منشأ این
برامدگیها بهوسیلهی میکروسکوپ STM پرداخته، دریافتند که محلهای
ایجاد برامدگی متحمل فشاری است که از تطابق نداشتن شبکهی بلوری و
تفاوت ضریب گرمایی کربن با بستر sic نشأت میگیرد. در کربنهای فلهای
، فشار از طریق جابهجا شدن آزاد میشود؛ اما در کربن دوبعدی هم مانند
گرافن، بهدلیل ضعف پیوند کووالانسی بینلایهای، ورقهی گرافن دچار
تاخوردگی میگردد.
این گروه دریافتند که میتوان با نوک میکروسکوپ STM و در طول
تصویربرداری این برامدگیها را ایجاد کرد. آنها در ادامه به بررسی
امکان ساخت گرافن عاری از برامدگی پرداختند و در نهایت موفق به ساخت آن
شدند. هماکنون این گروه مشغول بررسی اثر این برامدگیها بر روی حرکت
الکترون در گرافنهایی هستند که به روش epitaxial ساخته میشوند.