پژوهشگران موفق به ارائه روشی برای تولید ورقه‌های گرافنی تک بلوری شدند. ابعاد این ورقه‌ها در حد چند سانتیمتر بوده و خواص الکترونیکی بهتری نسبت به ورقه‌های چند بلوری دارد.
روشی برای تولید ورقه‌های تک بلوری گرافن
محققان دانشگاه تگزاس روشی برای تولید ورقه‌های چند سانتیمتری گرافنی ارائه کردند. این گروه ورقه‌های گرافنی را روی زیرلایه مس ایجاد کردند به شکلی که ابعاد بلورهای آنها بیش از ۱۰ هزار برابر بزرگتر از بلورهای گرافنی است که طی سال‌های گذشته ایجاد شده‌است. افزایش ابعاد بلورهای گرافنی موجب می‌شود تا خواص الکتریکی ورقه‌های گرافنی بهبود یابد.
ردونی روف از محققان این پروژه می‌گوید: ما قصد داشتیم تا در مرحله هستهزایی، تعداد هسته‌های ایجاد شده را کنترل کنیم. بنابراین از اتم‌های اکسیژن موجود در سطح برای این کار استفاده کردیم، به این شکل تعداد اندکی سایت روی سطح برای هستهزایی باقی گذاشتیم؛ در نتیجه به جای تعداد کثیری هسته، تنها چند هسته تشکیل شد اما همین تعداد هسته فرصت رشد پیدا می‌کنند.
نتایج یافته‌های این تیم تحقیقاتی در قالب مقاله‌ای با عنوان”The Role of Surface Oxygen in the Growth of Large Single-Crystal Graphene on Copper,” در نشریه Science به چاپ رسیده است.
گرافن دارای خواص گرمایی ویژه‌ای است، محققان این پروژه نشان دادند که با استفاده از اتم‌های اکسیژن سطح می‌توان ابعاد بلورهای گرافنی را تغییر داد و در نتیجه کیفیت محصول نهایی را بهبود بخشید. نتایج این پژوهش یک پیشرفت بنیادین در حوزه تولید گرافن با کیفیت بالا و در ابعاد چند سانتیمتری است. سانجی بانرجی از محققان این پروژه می‌گوید: با افزایش ابعاد دامنه بلورهای گرافن، خواص انتقال الکترونیکی آنها نیز بهبود می‌یابد و می‌توان از آنها در الکترونیک انعطاف‌پذیر استفاده کرد.
گرافن معمولا به صورت چند بلوری تشکیل می‌شود به طوری که چند بلور با ابعاد مختلف به یکدیگر متصل شده‌اند. در محل اتصال بلورها مرز دانه قرار دارد که پیوند شیمیایی در این نواحی با دیگر قسمت‌ها متفاوت است. همین مرز دانه‌ها مانند سدی در برابر حرکت ناقلین بار عمل می‌کند و تاثیر منفی روی خواص الکترونیکی گرافن می‌گذارد. در گرافن‌های دارای بلورهای درشت، این مرز دانه‌ها که به نوعی نقص ساختاری است، حذف شده و عملکرد گرافن بهبود می‌یابد.
روف از دیگر محققان این پروژه می‌گوید: در صورت بهبود شرایط کار، می‌توان گرافن‌های تک بلوری با ابعاد یک متر تولید کرد. نتایج این پژوهش می‌تواند برای استفاده در صنعت مفید باشد.
از فیلم‌های تک بلوری گرافن می‌توان برای ساخت ادوات جدید استفاده کرد. فیلم گرافنی تک بلوری ساختار یکنواخت‌تری نسبت به فیلم‌های چند بلوری دارد.
