(PhysOrg.com) -- Un po' di zinco può fare molti danni al grafene. I ricercatori della Rice University ne hanno approfittato per creare litografia a strato singolo atomico.

Il laboratorio Rice del chimico James Tour ha riferito questa settimana sulla rivista Science che spruzzare zinco su grafene multistrato ha permesso al team di rimuovere un singolo strato alla volta senza disturbare gli strati sottostanti.

La scoperta potrebbe essere utile mentre i ricercatori esplorano le proprietà elettriche del grafene per le nuove generazioni di microcircuiti e altri dispositivi a base di grafene. Grafene, la forma spessa un atomo di carbonio, ha vinto il più recente premio Nobel per la fisica ai suoi scopritori.

I ricercatori hanno creato una scacchiera di grafene rimuovendo gli strati orizzontali e verticali per creare uno schema tridimensionale.

Hanno anche stampato un micro gufo, La mascotte di Riso, largo circa 15 milionesimi di metro.

"La rimozione di un singolo foglio di grafene o ossido di grafene è stata una sorpresa, " disse Giro, T.T. e W.F. di Rice Chao Chair in Chimica nonché professore di ingegneria meccanica e scienza dei materiali e di informatica. "Pensavamo che più livelli sarebbero stati rimossi da questo protocollo, ma vedere singoli strati rimossi è uno di quegli entusiasmanti eventi scientifici in cui la natura ci dà molto più di quanto ci aspettassimo".

Tour ha affermato che la capacità di rimuovere singoli strati di grafene in modo controllato "offre il livello più preciso di configurazione del dispositivo mai conosciuto, o mai essere conosciuto, dove abbiamo la risoluzione di un singolo atomo nella dimensione verticale. Questo sarà per sempre il limite del modello verticale:abbiamo toccato il fondo della scala".

Ayrat Dimiev, uno scienziato post-dottorato nel laboratorio di Tour, scoperto la tecnica e capito perché il grafene è così suscettibile di modelli. Ha spruzzato zinco sull'ossido di grafene e altre varianti create attraverso la conversione chimica, deposizione chimica da vapore e micromeccanica (il metodo "Scotch-tape"). Bagnare il grafene in acido cloridrico diluito rimuoveva il grafene ovunque lo zinco lo toccasse, lasciando intatti gli strati sottostanti. Il grafene è stato quindi risciacquato con acqua ed essiccato in corrente di azoto.

Per il gufo, Dimiev ha tagliato uno stencil in PMMA con un fascio di elettroni e lo ha posizionato sull'ossido di grafene. Ha ricoperto di zinco attraverso lo stampino e poi ha lavato via lo zinco con acido cloridrico diluito, lasciando dietro di sé il gufo incastonato.

Il grafene ricoperto di polvere di alluminio ha mostrato effetti simili. Ma quando Dimiev ha provato ad applicare lo zinco tramite evaporazione termica, il grafene è rimasto intatto.

L'indagine sulla superficie spruzzata prima dell'applicazione del lavaggio acido ha rivelato che i metalli hanno formato difetti nel grafene, rompendo i legami con il foglio circostante come un cutter attraverso il filo di pollo. Zinco sputacchiante, alluminio, oro e rame producevano tutti effetti simili, sebbene lo zinco fosse il migliore nel fornire il modello desiderato.

I ricercatori sono riusciti a creare una linea di 100 nanometri in un foglio di grafene, il che suggerisce che l'unico limite orizzontale alla risoluzione del processo è la risoluzione del metodo del patterning metallico.

"Il prossimo passo sarà controllare il modello orizzontale con una precisione simile a quella che abbiamo ottenuto nella dimensione verticale, " disse Tour. "Allora non c'è più spazio in fondo a nessuna dimensione, almeno se chiamiamo i singoli atomi il nostro punto finale - che è, per scopi pratici."