لیتوگرافی تک اتمی در گرافن

مقدار کمی از فلز روی (Zn) می‌تواند آسیب‌های کوچکی به گرافن وارد کند. محققان در دانشگاه رایس از این مزیت برای لیتوگرافی لایه‌ای تک اتمی استفاده کرده‌اند. این محققان به رهبری جیمز تور با پاشیدن (sputtering) فلز روی بر سطح گرافن چندلایه‌ای توانستند از روی سطح آن، لایه‌ی منفردی را بدون تخریب لایه‌های زیرین، حذف کنند.

مقدار کمی از فلز روی (“Zn”) می‌تواند آسیب‌های
کوچکی به گرافن وارد کند. محققان در دانشگاه رایس از این مزیت برای
لیتوگرافی لایه‌ای تک اتمی استفاده کرده‌اند. این محققان به رهبری جیمز تور
با پاشیدن (“sputtering”) فلز روی بر سطح گرافن چندلایه‌ای توانستند از روی
سطح آن، لایه‌ی منفردی را بدون تخریب لایه‌های زیرین، حذف کنند.

این کشف می‌تواند برای محققانی که به دنبال بکارگیری خواص الکتریکی گرافن
در نسل‌های جدید میکرومدارها و دیگر افزاره‌های مبتنی بر گرفن هستند، مفید
باشد. این محققان با حذف لایه‌های افقی و عمودی برای ایجاد یک الگوی سه
بعدی، یک تابلوی مشبک گرافنی ساختند. آنها همچنین تصویر یک میکرو جغد به
پهنای ۱۵ میلیونیم یک متر را روی صفحه‌های گرافنی چاپ کردند.

این محققان تصویر یک جغد به پهنای حدود ۱۵ میلیونیم یک متر، را روی لایه منفردی از
گرافن حکاکی کردند.
برای ایجاد این تصویر میکرو جغد، این
محققان ابتدا با یک پرتوی الکترونی الگوی اولیه این تصویر را در یک صفحه‌
پلی‌متیل‌متاکریلاتی (PMMA) بریدند و سپس آن را روی اکسید گرافن قرار دادند.
در مرحله بعد، آنها فلز روی را در سرتاسر این الگو بر روی اکسید گرافن به
صورت یک روکش پاشیدند و سپس روکش فلزی ایجاد شده را با اسید هیدروکلریدریک
رقیق شستشو دادند که در نهایت تصویر یک جغد بر روی اکسید گرافن حکاکی شد.

روکش‌دهی گرافن با آلومینیوم به وسیله‌ی این روش پاشیدن، نیز اثرات مشابهی
نشان داد. اما موقعی که این محققان سعی در بکارگیری فلز روی از طریق تبخیر
گرمایی را داشتند، گرافن سالم و بدون نقص باقی ماند.

بررسی سطح روکش داده شده قبل از اعمال شستشوی اسیدی، نشان داد که این فلزها
نقایصی در گرافن ایجاد می‌کنند و همانند یک سیم‌ چین اتصال‌ها با صفحه
مجاور را می‌برند. روکش‌های فلزهای روی، آلومنیوم، طلا و مس، همه اثرات
تقریبا مشابهی تولید می‌کنند. فلز روی در ایجاد الگوی مطلوب، در مقایسه با
دیگر فلزها بهترین عملکرد را دارد.

این محققان قادر به ایجاد یک خط ۱۰۰ نانومتری در یک صفحه گرافنی شدند که
نشان‌دهنده دقت افقی این روش الگودهی است. با توجه به اینکه دقت عمودی این
روش در سطح اتمی است، مرحله بعدی افزایش دقت افقی آن است.

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Science منتشر
کرده‌اند.