Les propriétés électriques uniques du graphène ont incité les chercheurs à envisager un avenir de circuits intégrés rapides fabriqués avec des feuilles d'un atome de carbone, mais de nombreux défis demeurent sur la voie de la commercialisation. Des scientifiques de l'Université de Floride ont récemment relevé l'un de ces défis :comment fabriquer du graphène de manière fiable à grande échelle.
L'équipe a développé une nouvelle technique prometteuse pour créer des motifs de graphène sur du carbure de silicium (SiC). SiC comprend à la fois du silicium et du carbone, mais à des températures élevées (environ 1300 degrés Celsius), les atomes de silicium se vaporiseront de la surface, laissant les atomes de carbone se développer en feuilles de graphène pur. Les chercheurs avaient déjà utilisé cette technique de décomposition thermique pour créer de grandes feuilles de graphène, qui ont ensuite été gravés pour créer les motifs requis pour les appareils. Le processus de gravure, cependant, peut introduire des défauts ou des contaminants chimiques qui réduisent la mobilité électronique prisée du graphène.
En revanche, la technique de l'équipe de Floride a permis aux chercheurs de limiter la croissance du graphène à un motif défini aussi petit que 20 nanomètres. L'équipe a découvert que l'implantation d'ions de silicium ou d'or dans le SiC abaissait la température à laquelle le graphène se formait d'environ 100 degrés Celsius. L'équipe a implanté des ions uniquement là où des couches de graphène étaient souhaitées, puis chauffé le SiC à 1200 degrés Celsius. A cette température, le SiC pur ne forme pas de graphène, mais les zones implantées l'ont fait. En utilisant cette technique, l'équipe a réussi à créer des nanorubans de graphène, de fines lignes de graphène aux dimensions nanométriques.
Avec un raffinement plus poussé, le processus, décrit dans le journal de l'American Institute of Physics Lettres de physique appliquée , peut être en mesure d'encourager la croissance sélective du graphène à des températures encore plus basses, écrivent les chercheurs.
