(PhysOrg.com) -- Un peu de zinc peut faire beaucoup de dégâts au graphène. Les chercheurs de l'Université Rice en ont profité pour créer une lithographie à couche unique.

Le laboratoire Rice du chimiste James Tour a rapporté cette semaine dans la revue Science que la pulvérisation de zinc sur du graphène multicouche a permis à l'équipe d'enlever une seule couche à la fois sans perturber les couches en dessous.

La découverte pourrait être utile alors que les chercheurs explorent les propriétés électriques du graphène pour les nouvelles générations de microcircuits et d'autres dispositifs à base de graphène. Graphène, la forme de carbone d'une épaisseur d'un atome, a remporté à ses découvreurs le plus récent prix Nobel de physique.

Les chercheurs ont créé un damier de graphène en supprimant les couches horizontales et verticales pour créer un motif en trois dimensions.

Ils ont également imprimé un micro hibou, La mascotte de Rice, environ 15 millionièmes de mètre de large.

"Le retrait d'une seule feuille de graphène ou d'oxyde de graphène a été une surprise, " dit Tour, T.T. et W.F. de Rice Chaire Chao en chimie ainsi que professeur de génie mécanique et science des matériaux et d'informatique. "Nous pensions que plusieurs couches seraient supprimées par ce protocole, mais voir des couches simples supprimées est l'un de ces événements passionnants de la science où la nature nous donne bien plus que ce à quoi nous nous attendions."

Tour a déclaré que la possibilité d'éliminer des couches uniques de graphène de manière contrôlée "offre le niveau de configuration de dispositif le plus précis jamais connu, ou à jamais être connu, où nous avons une résolution à un seul atome dans la dimension verticale. Ce sera pour toujours la limite de la structuration verticale - nous avons atteint le bas de l'échelle."

Ayrat Dimiev, un chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Tour, découvert la technique et compris pourquoi le graphène se prête si bien à la structuration. Il a pulvérisé du zinc sur de l'oxyde de graphène et d'autres variantes créées par conversion chimique, dépôt chimique en phase vapeur et micromécanique (méthode « Scotch-tape »). Baigner le graphène dans de l'acide chlorhydrique dilué a éliminé le graphène partout où le zinc l'a touché, laissant les couches en dessous intactes. Le graphène a ensuite été rincé à l'eau et séché dans un courant d'azote.

Pour la chouette, Dimiev a découpé un pochoir en PMMA avec un faisceau d'électrons et l'a placé sur de l'oxyde de graphène. Il a pulvérisé du zinc à travers le pochoir, puis a lavé le zinc avec de l'acide chlorhydrique dilué, laissant le hibou intégré derrière.

Le graphène de revêtement par pulvérisation avec de l'aluminium a montré des effets similaires. Mais lorsque Dimiev a essayé d'appliquer du zinc par évaporation thermique, le graphène est resté intact.

L'examen de la surface pulvérisée avant d'appliquer le lavage acide a révélé que les métaux formaient des défauts dans le graphène, rompre les liens avec la feuille environnante comme un coupe-fil à poule. Pulvérisation de zinc, aluminium, l'or et le cuivre produisaient tous des effets similaires, bien que le zinc ait été le meilleur pour fournir le motif souhaité.

Les chercheurs ont pu créer une ligne de 100 nanomètres dans une feuille de graphène, ce qui suggère que la seule limite horizontale à la résolution du processus est la résolution de la méthode de structuration du métal.

"La prochaine étape sera de contrôler le motif horizontal avec une précision similaire à ce que nous avons atteint dans la dimension verticale, " Dit Tour. " Alors il n'y a plus de place en bas à aucune dimension, au moins si nous appelons des atomes simples notre point final - ce qui est le cas, à des fins pratiques."