محققان دانشگاه کالیفرنیا موفق به ارائه‌ی روشی برای تقویت ساختاری لایه‌های گرافن -نیترید بور شدند. این گروه برای این کار از پرتو نور مرئی استفاده کردند که بدون قربانی کردن هدایت الکتریکی گرافن، خواص الکترونیکی آن را اصلاح می‌کند.
روشی برای تقویت ساختاری لایه‌های گرافن- نیترید بور
گرافن به‌عنوان یکی از گزینه‌های اصلی برای جایگزینی سیلیکون در صنعت الکترونیک است. با وچود این که این ماده باندگپ ندارد اما هدایت الکتریکی بالایی دارد. یکی از مشکلات گرافن آن است که نمی‌توان آن را خاموش و روشن کرد؛ ویژگی که برای ساخت ترانزیستور بسیار مهم است. روش‌های مختلفی برای غلبه بر این مشکل ارائه شده‌است.یکی از این روش‌ها، ادغام گرافن با لایه‌ی نازکی از جنس نیترید بور است. با این کار، هدایت الکتریکی گرافن حفظ شده و در عین حال می‌توان از آن در ساخت ادوات الکترونیکی استفاده کرد. با این حال اصلاح خواص الکترونیکی دولایه گرافن- نیترید بور کاری چالش برانگیز بوده است.
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان خواص الکترونیکی لایه‌های گرافن ـ نیترید بور را با استفاده از پرتو نور مرئی اصلاح کرد. فنگ وانگ و همکارانش روی روش مبتنی بر نور، برای تقویت ساختار گرافن نیترید بور تحقیق کردند. آن‌ها موفق به ایجاد اتصال p-n و چند تقویت دیگر روی این لایه‌ها شدند. این در حالی است که هدایت الکترون در این ساختارها همچنان بدون تغییر باقی می‌ماند.
وانگ می‌گوید: «ما نشان دادیم که نور مرئی می‌تواند برای ایجاد یا حذف تقویت ساختاری در لایه‌های گرافن ـ نیترید بور استفاده شود، بدون این که هدایت بالای الکترونی قربانی شود. استفاده از نور مرئی قدرت عمل بالایی به ما می‌دهد در حالی که نیاز به مراحل چندگانه، نظیر آنچه که در تقویت شیمیایی وجود دارد، نباشد. همچنین با این روش می‌توان الگوهایی را که در حالت عادی با روش‌های دیگر قابل اعمال نیست، ایجاد کرد.»
نیترید بور ساختاری شبیه گرافن دارد؛ بنابراین ترکیب این دو ماده می‌تواند منجر به تولید ترکیبی با خواص جالب توجه شود. کلید موفقیت این ترکیب، یافتن روشی برای تقویت آن است. روشی که این گروه تحقیقاتی ارائه کرده است، ملزومات موردنظر محققان را داراست. تابش نور مرئی به لایه گرافن ـ نیترید بور می‌تواند منجر به اصلاح خاصیت انتقال الکترون در گرافن شود که این کار با توزیع بار روی سطح نیترید بور انجام می‌شود.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Photoinduced doping in heterostructures of graphene and boron nitride در نشریه‌ی Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
