Des chercheurs de la Kansas State University se sont rapprochés de la résolution d'un vieux défi consistant à produire des points quantiques de graphène de forme et de taille contrôlées à de grandes densités, qui pourrait révolutionner l'électronique et l'optoélectronique.

Vikas Berry, William H. Honstead professeur de génie chimique, a développé un nouveau procédé qui utilise un couteau en diamant pour scinder le graphite en nanoblocs de graphite, qui sont des précurseurs des points quantiques de graphène. Ces nanoblocs sont ensuite exfoliés pour produire de très petites feuilles d'atomes de carbone de forme et de taille contrôlées.

En contrôlant la taille et la forme, les chercheurs peuvent contrôler les propriétés du graphène sur une large gamme pour des applications variées, comme les cellules solaires, électronique, colorants optiques, biomarqueurs, les composites et les systèmes particulaires. Leurs travaux ont été publiés dans Communication Nature et soutient la vision de l'université de devenir l'une des 50 meilleures universités de recherche publique d'ici 2025. L'article est disponible en ligne.

« Le processus produit de grandes quantités de points quantiques de graphène de forme et de taille contrôlées et nous avons mené des études sur leurs propriétés structurelles et électriques, " dit Berry.

Alors que d'autres chercheurs ont réussi à créer des points quantiques, L'équipe de recherche de Berry peut fabriquer des points quantiques à structure contrôlée en grande quantité, ce qui peut permettre à ces points quantiques optiquement actifs d'être utilisés dans les cellules solaires et d'autres applications optoélectroniques.

"Il y aura un large éventail d'applications de ces points quantiques, ", a déclaré Berry. "Nous nous attendons à ce que le domaine des points quantiques de graphène évolue à la suite de ces travaux, car ce nouveau matériau a un grand potentiel dans plusieurs nanotechnologies."

On sait qu'en raison des états de bord et du confinement quantique, la forme et la taille des points quantiques de graphène dictent leur électricité, optique, propriétés magnétiques et chimiques. Ce travail montre également la preuve de l'ouverture d'une bande interdite dans les films de nanoruban de graphène avec une réduction de largeur. Plus loin, L'équipe de Berry montre à travers des micrographies électroniques à transmission haute résolution et des simulations que les bords des structures produites sont droits et relativement lisses.