نانو تکنولوژی

سال‌هاست که خصوصيات چشمگير گرافن، دانشمندان را مجذوب خود ساخته‌است؛ اما براي صنعتي‌ شدن اين ماده، دانشمندان بايد راهي براي فراورش آن در يک مقياس‌ بسيار بزرگ‌تر بيابند. به‌تازگي محققاني از مؤسسه فناوري نيوجرسي(NJIT) تمام توجه خود را به رفع اين چالش معطوف ساخته‌اند؛ آنها در پي آنند که با استفاده از يک روش صيقل‌دهي مکانيکي،‌شيميايي(CMP) اصلاح‌شده، نواحي‌اي با مساحت صدها ميکرون مربع را با مونومري از اتم‌هاي کربن پوشش دهند.
هايم گربل، مدير مرکز تصويربرداري الکترونيکي NJIT، در اين باره گفت:«پوشش‌دهي با مساحت بالا به اين معناست که ما ممکن است روزي بتوانيم کل سطح يک ويفر را با اين ماده منحصربه‌فرد پوشش دهيم و به اين شکل، مدارات پرسرعت و شايد انعطاف‌پذيري بسازيم. گرچه در ايده من، ممکن است در آينده ديده شود که قابليت ساخت ساختارهاي معلق داراي اهميت بيشتري است».
گربل و دانشجوي کارشناسي ارشد وي، آمريتا بانرجي گزارش کرده‌اند که ارتقاي قابل‌ توجهي در سيگنال‌هاي زيرقرمز و رامان براي مولکول‌هاي زيستي موجود بر روي صفحات گرافن‌دار مشاهده نموده‌اند.
اين گروه براي الگودهي به يک زيرلايه با گرافن، ابتدا يک شمش گرافيتِ پيروليتيکِ شديداً‌ جهت‌دهي‌شده(HOPG) را بر روي سطح آن پايين آوردند، سپس، در يک مرحله انتقالِ دوبعدي با عملکرد رايانه‌اي، زيرلايه مذکور را به زير شمشِ HOPG منتقل کردند تا الگوهاي مطلوب را بر روي آن ايجاد کنند. در ابتدا، لايه ايجادشده شامل گرافيت چندلايه به شکل جزيره‌هاي به‌هم‌پيوسته است. اين محققان با آنيل‌ کردن اين ماده در دماهاي ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتي‌گراد براي سه ساعت، دريافته‌اند که مي‌توان هرگونه عيب توده‌سازي(stacking fault) را ترميم نمود و به يک تک‌لايه بسيار بلوري بر روي جامد و زيرلايه‌هاي سوراخ‌دار دست پيدا کرد. سطوحي که تاکنون بررسي شده‌اند شامل سيليکون، اکسيد آلومينيوم آنُده‌شده و صفحات مسي هستند.
در ساده‌ترين شکل، روش رسوب‌دهي گربل و همکارانش، به‌صورت يک فرايند همپوشاني و پوشش‌دهي است و اين گروه قصد دارند تا با اصلاح سيستم‌هاي کنوني CMP، تجهيزات فعلي را به ابزاري با عملکرد مستقل تبديل کنند. گربل معتقد است که پوشش‌دهي يک ويفر ۱۲ يا ۱۸ اينچي با يک بلور دوبعدي با ضخامت يک تک‌لايه، يک چالش بزرگ است؛ اما تحقق چنين هدفي، مزاياي بزرگي به همراه خواهد داشت؛ زيرا گرافن از رسانايي حرارتي بالا و مقاومت مکانيکي بسيار خوبي برخوردار است و خصوصيات الکترونيکي دوبعدي دارد.
نتايج اين تحقيق در نشريه Nanotechnology به چاپ رسيده‌است.