محققان دانشگاه کمبریج برای تولید گرافن روشی ارائه کرده‌اند که دمایی که در آن می‌توان گرافن باکیفیت تولید کرد، را به بیش از نصف کاهش می‌دهد. این محققان به سطح فیلم نیکلی که گرافن روی آن رشد داده می‌شد، مقدار بسیار کمی از طلا اضافه کردند. آنها با آلیاژ حاصله توانستند گرافن که معمولا برای رشد نیاز به دمای ۱۰۰۰ درجه سلسیوس دارد، را در دمای ۴۵۰ درجه سلسیوس رشد دهند.
تولید گرافن در دماهای پایین
محققان دانشگاه کمبریج برای تولید گرافن روشی ارائه کرده‌اند که دمایی که
در آن می‌توان گرافن باکیفیت تولید کرد، را به بیش از نصف کاهش می‌دهد. این
محققان به سطح فیلم نیکلی که گرافن روی آن رشد داده می‌شد، مقدار بسیار کمی
از طلا اضافه کردند. آنها با آلیاژ حاصله توانستند گرافن که معمولا برای
رشد نیاز به دمای ۱۰۰۰ درجه سلسیوس دارد، را در دمای ۴۵۰ درجه سلسیوس رشد
دهند.
رشد گرافن روی Au Ni.
این گروه به رهبری روبرت ویتراپ و برنهارد بایر، همچنین توانستند اطلاعاتی در مورد
چگونگی تشکیل گرافن در طول این فرآیند بدست آورند. ویتراپ گفت: “به محض اینکه
تصویری با جزئیات از چگونگی رشد این گرافن بدست آوردیم، برای بهبود گرافن حاصله،
قادر شدیم که تنظیم رشد و طراحی منطقی این کاتالیست را شروع کنیم.”
تاکنون برای تشکیل گرافن دماهای حدود ۱۰۰۰ درجه مورد نیاز بوده است. این شرایط مشکل‌هایی
بوجود می‌آورد، زیرا دماهای رشد بالا به این ماده به شدت آسیب می‌رسانند. این آسیب‌ها
باعث می‌شدند که نتوان گرافنی که معمولا در افزاره‌های الکترونیکی استفاده می‌شود،
را بطور مستقیم در مدارهای الکترونیکی مجتمع کرد و در محصول‌های الکترونیکی بکار
برد.
استفاده این محققان از فیلم‌های نیکلی با مقادیر کمی از طلا (کمتر از یک درصد)،
آنها را قادر کرد که دمای رشد را به ۴۵۰ درجه سلسیوس کاهش دهند. این آلیاژ همچنین
تعداد مکان‌هایی که گرافن روی این فیلم رشد می‌کند، را کاهش می‌دهد زیرا طلا رشد
گرافن را مسدود می‌کند.
بنابراین در این حالت هر ورقه گرافنی قبل از اینکه به دیگر ورقه‌ها متصل شود، برای
مدت زمان بیشتری رشد کرده و بزرگ‌تر می‌شود. درنتیجه بدلیل اینکه الکترون‌های متحرک
در سرتاسر این گرافن بوسیله اتصال بین ورقه‌ها (همانطور که اغلب اتفاق می‌افتد)
تخریب نمی‌شوند، رسانایی این گرافن بهبود می‌یابد. بنابراین گرافن را می‌توان در
دمایی بسیار پایین‌تر از دمای معمول، تولید کرد، در حالی که هنوز کیفیت بسیار
بالایی که برای کاربردهای آینده مورد نیاز است، دارد.
همچنین جهت حس کردن لایه گرافن با ضخامت اتمی هنگام رشد در طول این فرآیند تکنیک‌های
ویژه‌ای استفاده شد. این محققان توانستند نشان دهند که رشد گرافن برخلاف باورهای
قبلی فقط هنگام سرد شدن بستر اتفاق نمی‌افتد و همچنین رشد فقط تحت تاثیر سطح فیلم
کاتالیستی نیست و ناحیه زیرین این فیلم نیز تاثیرگذار است.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر
کرده‌اند.
