روشی ساده برای فلوردار کردن گرافن

پژوهشگران دانشگاه تگزاس روش جدیدی برای عامل‌‌دار کردن گرافن یافته‌اند. آنها برای این کار از منبع جامد فلور استفاده کردند. این روش بسیار زیست سازگار بوده و در مقابل روش‌های فلوردار کردن رایج کاملا غیرسمی است. از مزیت‌های این روش آن است که در یک مرحله می‌توان گرافن را الگودهی کرد.

پژوهشگران دانشگاه تگزاس روش جدیدی برای عامل‌‌دار کردن گرافن یافته‌اند.
آنها برای این کار از منبع جامد فلور استفاده کردند. این روش بسیار زیست
سازگار بوده و در مقابل روش‌های فلوردار کردن رایج کاملا غیرسمی است. از
مزیت‌های این روش آن است که در یک مرحله می‌توان گرافن را الگودهی کرد.

عامل‌دار کردن گرافن روش مفیدی برای اصلاح ساختار باند الکترونیکی گرافن
است، برای مثال با این کار می‌توان باند گپ

گرافن را باز کرد یا آن را تقویت نمود. معمولا از عناصر گازی در دمای بالا
برای سنتز گرافن هالوژن‌دار استفاده می‌کنند که در نهایت فلور یا کلر به
سطح مسطح گرافن متصل می‌شود. اما این روش مشکل ساز است زیرا پلاسمای دما
بالا که حاوی یون‌های داغ است در صورت بمباران کردن گرافن به آن آسیب
می‌زند.

 
اخیرا روندی روف و همکارانش بر این مشکل چیره شدند، برای این کار آنها روش جدیدی
ارائه کردند که در آن با استفاده از منبع فلور جامد و تابش لیزر، گرافن فلوردار
تولید نمودند. پژوهشگران با انتقال گرافن تک لایه رشد یافته روی بستر
سیلیکون/دی‌اکسید سیلیکون کار تولید را آغاز کردند. آنها فلوروپلیمر، CYTOP، را روی
سطح گرافن پوشش دادند. در نهایت با استفاده از تابش لیزر سطح مورد نظر را الگودهی
کردند. CYTOP در اثر تابش تجزیه شده و مواد واسطه فعالی نظیر رادیکال‌های F و CFx
را تولید می‌کند. این مواد واسطه می‌تواند با گرافن واکنش داده و پیوند C-F ایجاد
کند.

برای مطالعه این ساختارهای تولید شده، از الگوی پراش الکترونی استفاده شده که توسط
میکروسکوپ TEM گرفته می‌شود. نتایج انالیز آنها نشان داد که اسکلت پایه پیوند کربنی
در گرافن بدون تغییر باقی مانده است. با این حال اندازه‌گیری‌های مربوط به خواص
الکتریکی حکایت از افزایش مقاومت این ساختار پس از فلوردار شدن دارد، در واقع گرافن
تبدیل به یک ماده عایق شده است. در حالت عادی گرافن یک نیمه‌هادی با باندگپ صفر
است.

رهبر این تیم تحقیقاتی می‌گوید این روش جدیدی که ما ارائه کردیم برای تولید گرافن
عامل‌دار بسیار کارا است زیرا تنها در یک مرحله با تابش لیزر به سطح گرافن پوشیده
از پلیمر می‌توان گرافن فلوردار تولید کرد. این روش می‌تواند هزینه تولید گرافن
عامل‌دار را کاهش دهد زیرا دیگر نیازی به فرآیندهای پیچیده نظیر فتولیتوگرافی و اچ
کردن نیست.

نتایج این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.