بررسی ویژگی‌های الکتریکی گرافن

محققان آزمایشگاه دکتر جوزف لیدینگ، استاد مهندسی برق و رایانه در موسسه Beckman،
اطلاعات ارزشمندی درباره گرافن به دست آورده‌اند.
این گروه از محققان با استفاده از یک روش رسوب‌دهی خشک که خودشان ابداع کرده‌اند،
تکه‌هایی از گرافن را روی بسترهای نیمه‌رسانا رسوب داده و ویژگی‌های الکتریکی این
ماده را در دمای اتاق اندازه گرفتند. جزئیات این کار در مقاله‌ای با عنوان:
“Separation-Dependent Electronic Transparency of Monolayer Graphene Membranes on
III-V Semiconductor Substrates”
در مجله Nanoletters منتشر شده است.
در این مقاله قابلیت‌های گرافن برای استفاده در کاربردهای الکترونیکی در مقایسه با
همتای خود، نانولوله‌های کربنی توصیف شده است: «گرافن حتی در دمای اتاق نیز اثر
کوانتوم هال از خود نشان می‌دهد. شفافیت این ماده به‌طور مستقیم با ثابت ریزساختاری
آن ارتباط دارد. با گذشت زمان قابلیت‌های گرافن به عنوان یک غشای بسیار قوی و
انعطاف‌پذیر بیشتر آشکار می‌گردد. بر خلاف نانولوله‌های کربنی می‌توان گرافن را
توسط لیتوگرافی تابش الکترونی الگودهی نموده و از آن در ابزارهای نیمه‌رسانا بهره
برد».
برای رسیدن به این اهداف باید مشکلاتی که در زمینه استفاده از این ماده وجود دارند،
رفع شوند. در این مقاله مهم‌ترین گامی که باید در این راستا برداشته شود، ذکر شده
است: درک برهمکنش‌های میان بستر با گرافن در جهت یکپارچه‌سازی ابزارهای الکترونیکی.
در این پروژه ویژگی‌های الکترونیکی ماده بستر گرافن در دمای اتاق بررسی شده و چنین
بیان شده است: «با استفاده از میکروسکوپ تونلی روبشی در خلأ بالا (UHV-STM) یک نیمه
شفافیت الکترونیکی یک‌طرفه در تکه‌های گرافنی تک‌لایه نانومتری مشاهده گردیده و با
استفاده از مطالعات اصول اولیه تأیید شد». این نیمه‌شفافیت با مشاهده ساختار اتمی
ماده بستر از روی گرافن مشخص گردید.
گروه تحقیقاتی لیدینگ یک روش غیرشیمیایی (خشک) به نام انتقال اتصالی خشک برای رسوب‌دهی
نانولوله‌های کربنی روی یک سطح ابداع نموده‌اند که در آن ویژگی‌های الکترونیکی
نانولوله‌ها حین رسوب‌دهی حفظ می‌شود. سپس این روش را روی گرافن اعمال کرده و
توانستند تکه‌های گرافنی نانومتری سالم را روی سطوح صاف

آرسنید گالیم
و آرسنید ایندیوم رسوب دهند.
نیمه‌شفافیت الکترونیکی تکه‌های گرافن زمانی مشاهده شد که روبشگر STM گرافن را به
اندازه ۰۵/۰ نانومتر به سوی سطح بستر فشار داده و ساختار الکترونیکی آن را با
ساختار الکترونیکی سطح ترکیب کرد.
این محققان یافته‌های خود را اینچنین خلاصه می‌کنند: «نتایج ما نشان می‌دهند
برهمکنش‌های بستر-گرافن بسیار مهم بوده و کنترل مناسب بستر می‌تواند اثر زیادی روی
ویژگی‌های الکترونیکی گرافنی که روی آن قرار دارد، داشته باشد.