گرافن به‌عنوان ماده‌ای برای استفاده در ابزارهای نانوالکترونیکی آینده، مطرح است؛ البته همچنان تحقیقات برای ساخت گرافن و مشتقات آن با ویژگی‌های الکترونیکی مطلوب، در مقیاس زیاد، ادامه دارد.
تشریح مسیر واکنشی برای ساخت مواد گرافن‌گونه
گرافن به‌عنوان ماده‌ای برای استفاده در ابزارهای نانوالکترونیکی آینده، مطرح است؛ البته همچنان تحقیقات برای ساخت گرافن و مشتقات آن با ویژگی‌های الکترونیکی مطلوب، در مقیاس زیاد، ادامه دارد. برای رفع محدودیت‌های کنونی، پژوهشگران empa با همکاری دانشمندان مؤسسه‌ی تحقیقات پلیمری ماکس پلانک و دانشگاه زوریخ ، با به‌کارگیری پلی‌فنلین از قبل تولیدشده، قطعات کوچک گرافن را ساخته و آن را نانوگرافن نامیده‌اند. آنها همچنین، چگونگی پیشرفت مسیر واکنش را روی یک صفحه‌ی مسی به همراه نحوه‌‌ی تبدیل بلوک‌های ساختاری به نانوگرافن‌های صفحه‌ای با جزئیات، تشریح کرده‌اند. این محققان هم‌زمان از میکروسکوپ تونلی روبشی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری بهره برده‌اند. نتایج این فعالیت، در مجله‌ی «nature chemistry» منتشر شده‌است.
تصاویر میکروسکوپ تونلی روبشی، نانومولکول‌های گرافن و دو محصول واسطه‌ی پایدار روی سطح مسی را نشان می‌دهد. مدل‌های مولکولی، یک نانوگرافن را در پایین سمت راست شکل و دو ترکیب واسطه را در بالا و چپشکل نشان می‌دهند. در واقعیت قطر این مولکول تقریباً یک نانومتر است.
با توجه به کوچک‌تر شدن اجزای الکترونیکی، اجزای میکروالکترونیکی با اجزای نانوالکترونیکی جایگزین می‌شوند. هم‌اکنون در مقیاس نانومتری، سیلیکون رایج‌ترین ماده‌ی به‌کاررفته در فناوری نیمهرساناها است. البته به‌دلیل پیشرفت‌های فناوری نانو، نیاز زیادی به مواد الکترونیکی جدید احساس می‌شود. گرافن که یک شبکه‌ی دوبعدی کربنی است، با داشتن خواص برجسته‌ی الکترونیکی، به‌عنوان جایگزین احتمالی، مطرح است، هر چند که باید بر مشکلات زیادی فائق آمد تا بتوان از گرافن در فناوری نیمهرساناها استفاده کرد؛ برای مثال همینک هیچ روش کاربردی ساده‌ای برای تولید مواد گرافن‌گونه در مقیاس بالا وجود ندارد.
محققان مشاهدات میکروسکوپ تونلی روبشی خود را با شبیه‌سازی‌های کامپیوتری همراه ساخته‌اند. نتایج مشاهدات عملی به کمک میکروسکوپ تونلی روبشی و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری نشان می‌دهد که مسیر واکنش، شامل شش مرحله با ۵ ترکیب واسطه است، همچنین دو ترکیب واسطه به‌وسیله‌ی سطح پایدار شده‌اند؛ به‌طوری که می‌توان تصویر پایدار آنها را با میکروسکوپ تونلی روبشی مشاهده کرد. محدودیت‌های واکنش هم که مانع از پیوستن ترکیبات واسطه می‌شوند، با اثر کاتالیستی زیرلایه کم شده‌اند.
برای اینکه بتوان از مواد گرافن‌گونه در مدارهای الکترونیکی استفاده نمود، باید این مواد را روی سطوح نیمه‌رسانا(به جای فلزات) ساخت. نتایج شبیه‌سازی حاکی از آن است که سنتز با استفاده از این سطوح، یک روش محتمل برای ساخت نانوگرافن‌های با اندازه‌ی مشخص روی یک سری از زیرلایه‌های مختلف است.
