Onderzoekers van Berkeley Lab hebben een simpele methode bedacht om een diëlektrisch substraat te coaten met grafeen, een laag koolstof van één atoom dik. De gebruikte technieken komen rechtstreeks uit de halfgeleiderindustrie, zo melden Yuegang Zhang en collega’s op de website van Nano Letters.

Zhang en collega’s brengen eerst een koperfilm van 100 tot 450 nm dikte aan op siliciumoxide of een andere passende ondergrond. Vervolgens dampen ze daar via ‘chemical vapour deposition’ een laagje koolwaterstoffen op, bij 1000 graden Celsius. Onder die omstandigheden katalyseert koper de ontleding tot, onder meer, pure koolstof.

Vervolgns treedt onder het gevormde grafeenlaagje en proces op dat ‘de-wetting’ wordt genoemd. Hoewel je beneden de smelttemperatuur van het koper blijft, breekt de metaallaag toch op in losse druppeltjes die vervolgens verdampen. Blijft over: een gaaf laagje grafeen op het substraat, met hier en daar wat rimpeltjes op de plekken waar de koperdruppels zich hebben bewogen.

Die rimpeltjes zijn in principe slecht voor de geleidbaarheid, maar Zhang denkt van dat nadeel een voordeel te kunnen maken wanneer het lukt om het proces zó goed te beheersen dat je de rimpelvorming enigszins kunt sturen.

Grafeen geldt vanwege de unieke elektrische en mechanische eigenschappen als een van de materialen van de toekomst, maar tot nu toe gaat de bereiding van grotere stukken nog wat moeizaam. Zhangs uitvinding is in elk geval een stap in de goede richting.

bron: Berkeley Lab

Onderwerpen