I ricercatori dell'Università del Surrey hanno rivelato un nuovo metodo che consente ai comuni microscopi elettronici a scansione di laboratorio di vedere il grafene crescere sulla superficie di un microchip in tempo reale.

Questa scoperta, pubblicato in ACS Applied Nano Materials, potrebbe creare un percorso per controllare la crescita del grafene negli stabilimenti di produzione e portare alla produzione affidabile di strati di grafene.

Rinunciando all'uso di costosi sistemi su misura, la nuova tecnica non solo produce fogli di grafene in modo affidabile, ma consente anche di utilizzare catalizzatori ad azione rapida che riducono i tempi di crescita da diverse ore a pochi minuti.

Con l'uso dell'immaginazione video, il team dell'Advanced Technology Institute (ATI) del Surrey ha mostrato che il grafene cresce su un catalizzatore di ferro, utilizzando una membrana di nitruro di silicio prodotta all'interno di un chip di silicio. La membrana è sottile solo poche decine di nanometri, e riscaldamento e raffreddamento possono essere rapidamente controllati mediante modulazione di un segnale elettrico che viene inviato allo strato di ferro. Questo agisce sia come catalizzatore che come resistenza elettrica per fornire il calore.

L'imaging utilizza il contrasto a livello di Fermi per visualizzare i livelli di drogaggio del grafene. Questo meccanismo di contrasto può essere utilizzato per identificare il punto di contatto elettrico tra i fiocchi di grafene vicini. Questa immagine rivela anche che il solo contatto fisico tra i fiocchi non è sufficiente per formare un contatto elettronico, il che suggerisce che è necessario un legame aggiuntivo prima che gli elettroni siano in grado di saltare da un fiocco all'altro.

Professor Ravi Silva, direttore dell'ATI e capo del Nano-Electronics Center presso l'Università del Surrey, disse, "Grafene, il materiale prodigioso del 21° secolo, ha scritto molto sulle sue proprietà uniche e straordinarie nell'ultimo decennio. Sarà ampiamente utilizzato se può essere maneggiato con perizia e collocato facilmente nelle applicazioni. Per fare questo, ci devono essere percorsi per osservare il grafene e posizionarlo con precisione sui dispositivi. Nel documento di ricerca, uno di questi percorsi, utilizzando un microscopio elettronico standard trovato nella maggior parte dei laboratori ben dotati di risorse, è esemplificato. Speriamo che questo lavoro incoraggi molte più applicazioni e scoperte del grafene per uso pratico".

Dott. José Anguita, responsabile della camera bianca presso ATI presso l'Università del Surrey, ha dichiarato:"Essere in grado di vedere e controllare il grafene che stiamo producendo in tempo reale ci porta un significativo passo avanti verso la commercializzazione di massa e la produzione di grafene per dispositivi elettronici".