تولید آرایه‌های منظم گرافنی

محققان روشی را برای تولید آرایه‌های تک بلوری از گرافن ارائه داده‌اند که با استفاده از آن می‌توان مسیر جدیدی در جایگزینی گرافن به جای سیلیکون در کامپیوترهای با عملکرد بالا و دستگاه‌های الکترونیکی ایجاد کرد.

محققان روشی را برای تولید آرایه‌های تک بلوری از گرافن ارائه داده‌اند که با استفاده از آن می‌توان مسیر جدیدی در جایگزینی گرافن به‌جای سیلیکون در کامپیوترهای با عملکرد بالا و دستگاه‌های الکترونیکی ایجاد کرد.
آرایه‌های گرافنی می‌توانند نسل جدیدی از مدارات الکترونیکی و ترانزیستورهای پرسرعت را ایجاد کند که از الکترونیک سیلیکونی مصرف انرژی کمتری دارد.
یونگ چن، از دانشگاه پوردو، می‌گوید که هنوز نمی‌توان از گرافن در تولید انبوه محصولات استفاده کرد. اما این پروژه می‌تواند قدم بسیار مهمی در این راه باشد. پیش از این تک بلورهای گرافنی تهیه شده بود اما این اولین باری است که آرایه‌های منظم یا الگوهایی که می‌توان با آن ادوات الکترونیکی و مدارات متجمع ساخت، تولید می‌شود. تشکیل تک بلورهای شش ضلعی از “دانه‌های” گرافیت آغاز می‌شود و سپس روی فویل مسی درون مخزنی مملو از گاز متان با روش رسوب شیمیایی از فاز بخار رشد می‌کنند.
یو، از محققان این پروژه که در دانشگاه هوستون، می‌گوید با استفاده از این دانه‌ها ما می‌توانیم هزاران یا میلیون‌ها آرایه منظم از تک بلور گرافن را رشد دهیم. ما امیدواریم صنعت این یافته را ببیند و توجه داشته باشد که با این روش می‌توان ادوات الکترونیکی تولید کرد.
در حال حاضر گرافن به‌صورت ورقه‌های چندبلوری و به‌صورت تصادفی و بی‌شکل به هم چسبیده تولید می‌شود. داشتن آرایه منظم به این معناست که موقعیت هر بلور قابل پیش‌بینی بوده و مانند بلورها در فیلم چند بلوری نباشد. چنین آرایه‌هایی به محققان کمک می‌کند تا ادوات الکترونیکی را روی هر دانه با دقت بالایی قرار دهند که با این کار خواص الکترونیکی آن بهبود می‌یابد. یافته‌های این پروژه ثابت کرده است که جریان الکترون‌ها در نقطه‌ای که دو دانه‌ با هم تماس دارند دچار مشکل می‌شود که استفاده از آرایه‌های تک بلوری می‌تواند به‌رفع آن کمک شایانی کند.
دانستن جهت‌گیری دانه‌ها برای اندازه‌گیری دقیق خواص بلور بسیار مهم است. این دانسته‌ها، اطلاعات مورد نیاز برای تولید ادوات الکترونیکی بهتر را فراهم می‌سازد. برای تعیین جهت‌گیری پژوهشگران از دو روش میکروسکوپی به‌نام میکروسکوپ الکترونی عبوری و میکروسکوپ تونل زنی روبشی استفاده کردند. این دو روش تصاویر با قدرت تفکیک بالا از اتم‌های منفرد کربن ارائه می‌دهند.
نتایج این تحقیق که توسط دانشگاه پوردو، هوستون، دانشگاه ایالتی تگزاس، آزمایشگاه ملی بروکاون، آزمایشگاه ملی آرگونه و شرکت زایس انجام شده در نشریه Nature Materials به چاپ رسیده است.