محققان آمریکایی با استفاده از میکروسکوپ نیروی مغناطیسی موفق به اندازه‌گیری دقیق لایه‌های گرافن شدند. این روش می‌تواند به‌عنوان روش استاندارد برای کالیبراسیون مورد استفاده قرار گیرد. نتایج این پروژه گام موثری در مسیر تعیین مشخصات گرافن برداشته است.
راهبرد توپولوژیکی برای تعیین ضخامت گرافن
گرافن دارای پتانسیل‌های کاربردی متعددی می‌باشد به‌طوری که از آن می‌توان در صنعت الکترونیک استفاده کرد. یکی از مشکلات اصلی در مسیر تجاری سازی این ماده تولید آن با کیفیت بالا است. یکی از راه‌های اصلی برای تولید گرافن با کیفیت بالا رشد اپیتاکسیالی آن است به این شکل که روی بلور کاربید سیلیکون، لایه‌های گرافن رشد داده شود. برای این که گرافن در صنعت الکترونیک استفاده شود، بسیار مهم است که تعداد لایه‌های گرافن تولید شده مشخص باشد. دلیل این امر آن است که خواص الکترونیکی تک لایه‌ها و دولایه‌های سیلیکونی با یکدیگر متفاوت است.
مدت‌ها تصور بر این است که گرافن تک لایه باید ارتفاعی در حد ۳۳۵ پیکومتر داشته باشد اما محققان نشان دادند که گرافن رشد کرده روی کاربید سیلیکون می‌تواند ضخامت بین ۸۵ تا ۴۱۵ پیکومتر داشته باشد. این تفاوت ضخامت از نحوه قرار گرفتن لایه‌ها نشات می‌گیرد. متاسفانه هنوز برخی آزمایش‌ها بر مبنای اندازه‌گیری ساده ارتفاع هستند و با این کار ضخامت گرافن تعیین می‌گردد اما این کار موجب بروز ابهاماتی در نتایج می‌شود.
اخیرا پژوهشگران آزمایشگاه ملی فیزیک مقاله‌ای تحت عنوان Identification of epitaxial graphene domains and adsorbed species in ambient conditions using quantified topography measurements در نشریه Journal of Applied Physics به چاپ رساندند که در آن نگاه متفاوتی به راهبردهای توپوگرافی جهت تعیین ضخامت گرافن شده است. در این مقاله فاکتورهایی که روی دقت نتایج اثر می‌گذارند مانند آب اتمسفر و همچنین موادی که روی سطح گرافن قرار می‌گیرند، مورد مطالعه قرار گرفته است.
این تحقیقات نشان داد که تصاویر میکروسکوپ نیروی مغناطیسی ابزار مناسبی برای تعیین لایه‌های مختلف گرافن است. همچنین نشان داده شد که اندازه گیری ساده ارتفاع با نتایج به‌دست آمده از مدل‌ها همخوانی دارد. با جذب شدن هر ماده روی سطح گرافن، نظیر آب، مقدار تاثیر آن روی ضخامت لایه لحاظ می‌شود.
روشی که محققان در این پروژه به کار گرفته‌اند می‌تواند به تعیین مشخصات بهتر گرافن کمک کند. همچنین می‌توان از این روش به‌عنوان روش استاندارد برای کالیبراسیون استفاده کرد. چنین روش‌های استانداردی برای تولید ادوات الکترونیکی مبتنی بر گرافن لازم است.
