یکی از راه‌های ایجاد باند گپ در گرافن، تبدیل آن به نانوروبان گرافنی است. برای این منظور محققان با استفاده از دو روش مختلف، فتولیتوگرافی و خودآرایی موفق به ایجاد این نانوروبان‌های شده‌اند.
ساخت باریکترین نانوروبان گرافنی
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا با همکاری همتایان خود در شرکت ای بی ام موفق به تولید کم عرض‌ترین نانوروبان گرافنی شدند این نانوروبان روی ویفر کاربید سیلیکون ایجاد شده است. هر نانوروبان دارای پهنای ۱۰ نانومتر است که با روش‌های رایج مانند لیتوگرافی نمی‌توان آن را به‌دست آورد.
کریستوس دیمیتراکوپولوس از شرکت آی بی ام می‌گوید ما در این فرآیند نگران بودیم که در کنار نانوروبان گرافنی منفرد، نانوروبان‌های مختلفی نیز ایجاد شوند. با این حال این گروه تحقیقاتی موفق شد نانوربان‌هایی با ابعاد کنترل شده و لبه‌هایی صاف ایجاد کند. لبه‌های صاف در این نانوروبان‌ها اهمیت زیادی دارد چرا که در صورت صاف نبودن خواص الکترونیکی این نانوروبان‌ها دچار مشکل می‌شود. فرآیندی که این گروه تحقیقاتی به کار گرفت شامل دو بخش اصلی می‌شود: اول فتولیتوگرافی پرتو الکترونی که یک راهبرد بالا به پایین است (این کار می‌تواند با فتولیتوگرافی رایج و استفاده از یک ماسک مناسب انجام شود)، دوم خودآرایی که یک راهبرد پایین به بالا است. در فرایند خودآرایی از یک الگوی بلوک کوپلیمر وهمچنین پلیمرهای PMMA و PS استفاده می‌شود.
هرچند گرافن دارای خواص مکانیکی و الکترونیکی منحصر به‌فردی است (سرعت حرکت الکترون بسیار بالا بوده و استحکام بسیار خوبی دارد) اما یک مشکل اساسی دارد و آن فقدان باند گپ در این ماده است در واقع تراز میان باند ظرفیت و هدایت در گرافن فاصله‌ای وجود ندارد. وجود چنین باندگپی برای استفاده گرافن در صنعت الکترونیک ضروری است، این باند گپ برای سوئیچ کردن جریان الکترون لازم است. یکی از راه‌های ایجاد باند گپ در گرافن تبدیل آن به نانوروبان است که در این پروژه انجام شده است.
با ایجاد آرایه‌های ۱۰ نانومتری از گرافن، به‌نظر می‌رسد باند گپی در حدود ۰٫۲ الکترون ولت در آن ایجاد شود. با این فرآیند که کاملا زیست سازگار است، گرافن یک گام دیگر به مرحله استفاده در صنعت الکترونیک نزدیک می‌شود. البته هنوز راه زیادی تا رسیدن به این هدف باقی مانده است. در حال حاضر محققان باید روی ساخت ترانزیستورهای اثرمیدان با استفاده از این روش کار کنند.
نتایج این تحقیق در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است.
