دانشمندان موسسه ماکس پلانک در اشتوتگارات آلمان با استفاده از تنها یک دستگاه، روش جدیدی برای ساخت سریع ابزارهای گرافنی توسعه داده‌اند. این روش بر فرونشانی فلورسانس استوار است.
تولید سریع نمونه‌های اولیه‌ی ابزارهای گرافنی
دانشمندان موسسه ماکس پلانک در اشتوتگارات آلمان با استفاده از تنها یک دستگاه، روش جدیدی برای ساخت سریع ابزارهای گرافنی توسعه داده‌اند. این روش بر فرونشانی فلورسانس استوار است.
اولین مرحله ساخت ابزارهای گرافنی به طور معمول شامل تعیین محل تکه‌های گرافنی منفرد است که روی یک بستر نشانده شده‌اند. چون ضخامت گرافن تنها یک لایه اتمی است، استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) برای این کار مناسب است. به علاوه، به یک بستر خاص حاوی نشانگرها نیاز است تا محققان در مراحل بعدی فرایند بتوانند موقعیت دقیق اتصال تکه‌های گرافنی به الکترودهای فلزی را بیابند. ساخت نشانگرها و الکترودها با استفاده از لیتوگرافی اشعه الکترونی (EBL) صورت می‌گیرد که این امر استفاده از دستگاه دوم را اجتناب‌ناپذیر می‌سازد. همچنین در بسیاری از موارد برای تعیین تک‌لایه بودن تکه گرافنی به دستگاه سومی همچون طیف‌سنج رامان نیاز داریم.
روش جدیدی که توسط دانشمندان موسسه ماکس پلانک توسعه یافته است، مبتنی بر پدیده‌‌ای به نام فرونشانی فلورسانس (fluorescence quenching)) است. در این پدیده فلورسانسی که از مولکول‌های رنگی نشر می‌یابد، توسط تکه‌های گرافنی که در لایه زیرین قرار دارند، تضعیف می‌شود.
در این روش ابتدا بستری که قبلاً تکه‌های گرافن روی آن نشانده شده است، با استفاده از یک فتورزیست که در حقیقت یک مولکول رنگی فلورسانس است، روکش‌دهی می‌شود. سپس نمونه مورد نظر در یک میکروسکوپ هم‌کانون که از لیزر برای تصویربرداری از سطح بهره می‌برد، قرار داده می‌شود. در نقاطی که تکه‌های گرافن قرار دارند، شدت فلورسانس کم بوده و در نتیجه محل مولکول‌های گرافن به سرعت مشخص می‌شود. در مرحله بعد از یک تابش لیزر با طول موج متفاوت برای انجام لیتوگرافی در همان دستگاه استفاده می‌شود.
مزایا
همانگونه که توضیح داده شد در این روش تنها از یک دستگاه استفاده می‌شود و نیازی به استفاده از نشانگرها روی سطح نیست. به علاوه می‌توان از شدت فلورسانس برای تعیین تعداد لایه‌های تکه‌های گرافن استفاده کرد.
جزئیات این کار پژوهشی در مجله Nanotechnology منتشر شده است.
