I ricercatori del Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) hanno fabbricato con successo una nanorete di grafene sospesa in una vasta area mediante microscopia a fascio di ioni di elio. I nanopori di sei nm di diametro sono stati modellati uniformemente sul grafene sospeso lungo 1,2 um e largo 500 nm. Controllando sistematicamente il passo (dal centro del nanoporo al centro del nanoporo) da 15 nm a 50 nm, sono stati realizzati una serie di dispositivi stabili a nanomesh di grafene. Ciò fornisce un modo pratico per studiare le proprietà intrinseche della nanorete di grafene verso applicazioni per il rilevamento di gas, ingegneria fononica, e tecnologia quantistica.

Grafene, con il suo eccellente impianto elettrico, proprietà termiche e ottiche, è promettente per molte applicazioni nel prossimo decennio. È anche un potenziale candidato al posto del silicio per costruire la prossima generazione di circuiti elettrici. Però, senza banda proibita, non è semplice usare il grafene per i transistor ad effetto di campo (FET). I ricercatori hanno provato a tagliare un foglio di grafene in un piccolo pezzo di nanonastro di grafene e hanno osservato con successo l'apertura del bandgap. Però, la corrente dei nanonastri di grafene è troppo bassa per pilotare un circuito integrato. In questo caso, la nanorete di grafene viene evidenziata introducendo dei nanopori periodici sul grafene, che sono anche considerati una matrice di nanonastri di grafene molto piccola.

Un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Fayong Liu e dal professor Hiroshi Mizuta ha dimostrato, in collaborazione con ricercatori dell'Istituto Nazionale di Scienze e Tecnologie Industriali Avanzate (AIST), che la nanorete di grafene sospesa su un'ampia area è rapidamente ottenibile mediante microscopia a fascio di ioni di elio con diametro dei nanopori inferiore a 10 nm e passi ben controllati. Rispetto al modello TEM a bassa velocità, la tecnica di fresatura a fascio di ioni di elio supera la limitazione di velocità, e nel frattempo fornisce un'elevata risoluzione delle immagini. Con le prime misurazioni elettriche, si è scoperto che l'energia di attivazione termica della nanorete di grafene aumentava esponenzialmente aumentando la porosità della nanorete di grafene. Ciò fornisce un nuovo metodo per l'ingegneria del bandgap oltre il metodo convenzionale del nanonastro. Il team prevede di continuare a esplorare la nanorete di grafene verso l'applicazione dell'ingegneria dei fononi.

"La nanorete di grafene è una sorta di nuovo 'mattone' per i moderni sistemi di micromacchine. In teoria, possiamo generare molti tipi di modelli periodici sul grafene sospeso originale, che sintonizza la proprietà del dispositivo alla direzione per un'applicazione specifica, in particolare la gestione termica su scala nanometrica, "dice il prof. Hiroshi Mizuta, il capo del laboratorio Mizuta. Il laboratorio Mizuta sta attualmente sviluppando le proprietà elettriche e termiche di dispositivi a base di grafene per la fisica fondamentale e potenziali applicazioni come sensori di gas e raddrizzatori termici. L'obiettivo è utilizzare il grafene per costruire un mondo più verde.