محققان در دانشگاه رایس نشان داده‌اند که گرافن باکیفیت و دارای سطح بزرگ را می‌توان از تعدادی از منابع کربن در دماهای پایینی در حد ۸۰۰ درجه سلسیوس رشد داد. آنها شرح داده‌اند که ترسیب منابع غنی از کربن روی بستر‌های نیکل و مس منجر به تولید گرافن به شکل دلخواه می‌شود. با این روش می‌توان صفحات گرافن تک، دو یا چندلایه‌ای که در بعضی از کاربردها بسیار مفید هستند، تولید کرد.
رشد گرافن تک‌لایه‌ای در دمای پایین
محققان در دانشگاه رایس نشان داده‌اند
که گرافن باکیفیت و دارای سطح بزرگ را می‌توان از تعدادی از منابع کربن در
دماهای پایینی در حد ۸۰۰ درجه سلسیوس رشد داد. آنها شرح داده‌اند که ترسیب
منابع غنی از کربن روی بستر‌های نیکل و مس منجر به تولید گرافن به شکل
دلخواه می‌شود. با این روش می‌توان صفحات گرافن تک، دو یا چندلایه‌ای که در
بعضی از کاربردها بسیار مفید هستند، تولید کرد.
رشد گرافن در دمای ۸۰۰ درجه سلسیوس با رشد آن در دمای ۱۰۰۰ درجه سلسیوس
تفاوت زیادی دارد. جیمز تور، یکی از محققان، می‌گوید: در دمای ۸۰۰ درجه
سلسیوس سیلیکون زیرین خواص الکترونیکی خود را حفظ می‌کند، در حالی که در
دمای ۱۰۰۰ درجه سلسیوس خاصیت دوپ‌کنندگی خود را از دست می‌دهد.
این محققان با ریسیدن یک فیلم نازک از پلی متیل متاکریلات (PMMA) روی یک
بستر مسی که بعنوان کاتالیست عمل می‌کرد، شروع کردند. تحت گرما و فشار کم،
عبور دادن گازهای هیدروژن و آرگون از روی این فیلم PMMA برای ۱۰ دقیقه باعث
احیای آن به کربن خالص و تبدیل این فیلم به تک‌لایه‌ای از گرافن شد. با
تغییر سرعت جریان گاز می‌توان ضخامت این گرافن مشتق شده از PMMA را کنترل
کرد.
سپس این دانشمندان استفاده از دیگر منابع کربنی از قبیل پودر ریزی از
ساکاروز را آزمایش کردند. آنها ۱۰ میلی‌گرم از این شکر را روی یک صفحه یک
سانتی‌متر مربعی از ورقه مسی ریختند و آن را در همان شرایط راکتوری که برای
PMMA استفاده کرده بودند، قرار دادند. در این شرایط سریعاً این منبع نیز به
گرافن تک‌لایه‌ای تبدیل شد.
این محققان همچنین متوجه شدند که این فرآیند را می‌توان به آسانی برای
تولید گرافن دوپ‌شده تنظیم کرد. این قابلیت امکان کنترل خواص نوری و
الکترونیکی این ماده که در افزاره‌های منطقی و سویچینگ مهم است، را فراهم
می‌کند. این دانشمندان کشف کردند که استفاده از PMMA مخلوط شده با یک معرف
دوپ‌کننده مانند ملامین و عبور گازهای هیدروژن و آرگون تحت فشار اتمسفریک
منجر به تولید گرافن دوپ‌شده با نیتروژن می‌شود.
این محققان نتایج کار خود را در مجله‌ی Nature منتشر کرده‌اند.
