Lepszy grafen tuż, tuż

W teorii grafen to cienki na jeden atom płat pierwiastkowego węgla, w którym atomy układają się w idealną heksagonalną strukturę plastra miodu. W praktyce trudno jednak wytworzyć arkusze pozbawione skaz, nieregularności, zgrubień itd. Inżynierowie z Uniwersytetu Illinois opracowali właśnie potencjalne rozwiązanie problemu.

  

Ich punktem wyjścia była metoda uzyskiwania dużych arkuszy grafenu poprzez rozpylanie metanu na folię miedzianą wewnątrz rozgrzanego pieca: wiązania w cząsteczce między węglem a wodorem pękają, gaz ulatuje, a atomy węgla osiadają na blaszce. Amerykanie odkryli, że nieregularności miedzianego podkładu przekładają się na defekty uzyskanego grafenu.

W folii występują kryształy miedzi o różnych strukturach krystalicznych, które opisuje się trzycyfrowymi indeksami. Autorzy artykułu w „Nano Letters” udowodnili, że np. węgiel osiadający na powierzchni kryształu o wskaźniku 100 (struktura sześcianu) tworzy grafen bardzo słabej jakości, podczas gdy kryształy miedzi 111 (struktura plastra miodu) są najlepszym podłożem dla produkcji grafenu.


W pewnym sensie rozwiązanie proponowane przez Amerykanów to zamiana jednego problemu na drugi, gdyż z kolei produkcja arkuszy miedzi mających stałą strukturę kryształu 111 byłaby niedopuszczalnie droga. Jednak autorzy pracy spekulują, że producenci mogą szukać kompromisu pomiędzy kosztem wytworzenia folii miedzianej o pożądanej strukturze krystalicznej a jakością uzyskanego grafenu.


Maciej Bójko/EurekNews.pl 2011 10 31 c