جایزه‌ی نوبل ۲۰۱۰ فیزیک به دو دانشمندی اعطا شد که برای اولین بار گرافن( بلورهای گرافیتی به ضخامت یک اتم) را ایجاد کردند. حال، یک پژوهشگر به همراهی دانشکده‌ی مهندسی دانشگاه هوستون کولن برای ارائه‌ی روشی بهمنظور تولید انبوه این ماده‌ی انقلابی می‌کوشد.
روشی برای تولید انبوه گرافن
جایزه‌ی نوبل ۲۰۱۰ فیزیک به دو دانشمندی اعطا شد که برای اولین بار گرافن( بلورهای گرافیتی به ضخامت یک اتم) را ایجاد کردند. حال، یک پژوهشگر به همراهی دانشکده‌ی مهندسی دانشگاه هوستون کولن برای ارائه‌ی روشی بهمنظور تولید انبوه این ماده‌ی انقلابی می‌کوشد.
گرافن خواص متعددی دارد که آن را از هر چیز دیگری روی زمین، متمایز کرده‌است؛ از جمله ویژگی‌های آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
اولین ماده‌ی دوبعدی کشف‌شده است؛
نازک‌ترین و مستحکم‌ترین ماده در جهان است؛
بهترین رسانای حرارتی است که ت کنون پیدا شده‌است؛
رسانایی الکتریکی آن به مراتب بیشتر از مس است؛
بسیار شفاف است و چگالی آن به قدری بالاست که هیچ گازی نمی‌تواند از آن عبور کند.
این خواص، گرافن را به نقش اصلی هر چیزی( از وسایل ذخیره‌کننده‌ی انرژی گرفته تا صفحات نمایش تخت) تبدیل کرده‌است.
نکته‌ی مهم این است که شاید بتوان از گرافن به‌عنوان جایگزینی برای سیلیکون در تراشه‌های کامپیوتری استفاده کرد. خواص گرافن، امکان افزایش توان محاسبات را فراهم می‌کند که تا دهه‌های آینده ادامه خواهد یافت.
به هر حال، برای دستیابی به این منافع، روش تولید گرافن بدون عیب باید برای تولید انبوه اصلاح شود. کینگ‌کای یو، معاون تحقیقات دانشکده‌ی مهندسی برق و کامپیوتر و مرکز مواد پیشرفته‌ی دانشگاه، روشی را برای تولید انبوه موادی مانند گرافن با کیفیت بالا ارائه کرده‌است. او از روش رسوب شیمیایی بخار(CVD) استفاده کرده‌است. در این فرایند، گاز متان تا دمای ۱۰۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد گرم می‌شود تا به اتم‌های کربن و هیدروژن سازنده‌ی آن، شکسته شود. سپس اتم‌های کربن روی سطحی فلزی نشانده می‌شوند تا گرافن تشکیل شود.
یو می‌گوید:«این راهکار برای تولید تراشه‌های گرافنی با کیفیت بالا و در حجم زیاد، قابل استفاده است».
دو سال پیش، یو، امکان استفاده از روش CVD را برای ایجاد گرافن، ثابت کرده‌است که در قالب مقاله‌ای در مجله‌ی Applied Physics Letters منتشر شده‌است. از آن زمان به بعد، وی به‌صورت پیوسته برای تکمیل این روش فعالیت کرده‌است.
نتیجه‌ی پژوهش‌های اولیه‌ی یو، ایجاد چند لایه‌ی گرافن بود که روی سطحی نیکلی انباشته می‌شدند، سپس اثر مفید مس را در ایجاد گرافن کشف کرد. از آن زمان به بعد، محققان گرافن در سراسر جهان، استفاده از مس را برای این منظور به‌کار بردند.
تک‌لایه‌های گرافنی که به‌وسیله‌ی یو ایجاد می‌شد، به‌لیل به هم چسبیدن در زمان رشد، چیزی به جز بلورهای چندلایه‌ی گرافنی را شکل می‌دهند. در جایی که این بلورها شکل می‌گیرند(مرز دانه‌ها)، عیوبی وجود دارد که خواص مفید گرافن را به‌ویژه برای جایگزینی با سیلیکون در تراشه‌های کامپیوتری، محدود می‌کند.
یو تلاش می‌کند تا با ایجاد لایه‌های بزرگی از گرافن چیزی به‌جز یک تک‌بلور را ایجاد کند.
یو می‌گوید:«این چیدمان از گرافن بسیار مهم است. نیمه‌رساناها که به صنعتی چند میلیارددلاری تبدیل شده‌اند، بر پایه‌ی تک‌بلورهای سیلیکونی و گرافنی هستند و دوران پس از سیلیکون نام گرفته‌است. از این رو، تک‌بلورهای گرافنی، آخرین راهکار نسل بعدی نیمه‌هادی‌ها هستند».
