یک فرآیند جدید و تک‌مرحله‌ای برای ساخت نانومدارها از – ماده اعجاب‌انگیز – گرافن توسط پژوهشگران آمریکایی و فرانسوی توسعه یافته است.
ایجاد نانوسیم گرافنی با سرقلم میکروسکوپی
یک فرآیند جدید و تک‌مرحله‌ای برای ساخت
نانومدارها از “ماده اعجاب‌انگیز” گرافن توسط پژوهشگران آمریکایی و فرانسوی
توسعه یافته است. این تکنیک جدید، که شامل نوشتن نانوسیم‌های رسانا بر روی
اکسید گرافن با استفاده از یک سرقلم (نوک) گرم شده میکروسکوپ نیروی اتمی
است، می‌تواند برای ساخت افزاره‌های نانوالکترونیکی انعطاف‌پذیر ایده‌آل
باشد.
برای ساخت افزاره‌های گرافنی، دانشمندان نیاز به تولید مدارهای گرافنی بر
روی مقیاس بزرگ با استفاده از روش‌های معتبر و تجدیدپذیر دارند – چیزی که
در حال حاضر موجود نیست. برای مثال، روش‌های موجود شامل بریدن نانوسیم‌ها
از یک برگه گرافنی و آرایش آنها جهت ساخت مدار می‌شود. این رهیافت “پایین
به بالا” شبیه روش‌های معمولی ساخت افزاره‌ها که در آنها انبوهی از مواد
سیلیکونی، یا سایر مواد الکترونیکی، جهت ایجاد مرزهایی بین قسمت‌های رسانا،
عایق و نیمه‌رسانا در افزاره‌ها استفاده می‌شوند؛ است.
ولی استفاده از روش این محققان ممکن است منجربه ساخت آسان‌تر افزاره‌های
گرافنی شود. پاول شیهان، از آزمایشگاه پژوهشی دریایی واشینگتن، و الیزا
ریدو، از جرجیاتک، و همکارانشان از این حقیقت استفاده کرده‌اند که اکسید
گرافن، که یک عایق است، با گرم شدن به یک رسانا تبدیل می‌شود. با اینحال،
به‌جای گرم کردن کل نمونه، این پژوهشگران از یک سرقلم داغ AFM برای تبدیل
نانوروبان‌های بسیار باریک، با پهنای ۱۲ نانومتری، به گرافن کاهیده استفاده
کردند. این تکنیک بسیار دقیق است و به‌معنای این است که قسمت‌های دست
نخورده اکسید گرافن به صورت عایق باقی می‌ماند. با استفاده از دماهای مختلف
سرقلم، از oC130 به بالا، می‌توان خواص الکترونیکی نانوسیم‌ها را تا چهار
برابر تنظیم کرد و باعث کم یا زیاد شدن رسانایی نانوسیم شد.
ریدو گفت: “این فرایند – که نانولیتوگرافی گرماشیمیایی نامیده می‌شود و با
نانوسرقلم داغ خواص شیمیایی ماده را تغییر می‌دهد – بسیار پرآتیه است و ما
را قادر با نوشتن خطوط نیمه‌رسانا و فلزی در یک ماتریس عایق با استفاده از
آرایه‌ای از سرقلم‌های داغ با دماهای مختلف می‌کند”.
این پژوهشگران اکنون مشغول توسعه روش مذکور به برگه‌های گرافنی منفردی
هستند که بر روی ویفرهای سیلکونی قرار گرفته‌اند.
این محققان نتایج خود را تحت عنوان “احیای قابل تنظیم نانومقیاس اکسید
گرافن برای الکترونیک گرافنی” در مجله‌ی Science منتشر کرده‌اند.
