Le graphène a suscité un intérêt considérable à la fois pour l'exploration de la science fondamentale et pour un large éventail d'applications technologiques. Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est actuellement la seule approche de travail pour cultiver du graphène à grande échelle, qui est nécessaire pour les applications industrielles. Malheureusement, le graphène produit est typiquement polycristallin, constitué d'un patchwork de grains d'orientations et de tailles diverses, joints par des joints de grains de formes irrégulières.
Des chercheurs du ICN2 Theoretical and Computational Nanoscience Group ont organisé un article de synthèse dans Advanced Materials pour déterminer si les joints de grains de graphène sont une bénédiction ou une malédiction. Professeur de recherche ICREA Stephan Roche, Chef de groupe chez ICN2, avec le Dr Aron Cummings, José Eduardo Barrios Vargas et Van Tuan Dinh, du même groupe, partager la paternité de la revue avec des chercheurs de l'Université Sungkyunkwan. L'article de synthèse fournit non seulement des lignes directrices pour l'amélioration des appareils au graphène, mais ouvre également un nouveau domaine de recherche pour l'ingénierie des joints de grains de graphène pour des dispositifs électro-biochimiques très sensibles.
La revue analyse les défis et les opportunités du transport de charge dans le graphène polycristallin, ce qui signifie résumer les connaissances de pointe sur les joints de grains de graphène (GGB). L'examen est divisé dans les sections suivantes :Structure et morphologie des GGB; Méthodes d'observation des GGB ; Mesure du transport électrique à travers les GGB ; Manipulation des GGB avec des groupes fonctionnels.
Le travail décrit comment TEM et STM, combiné avec la théorie et la simulation, peut fournir des informations pour l'observation et la caractérisation des GGB à l'échelle atomique. Ces frontières ont des propriétés intéressantes, comme le fait qu'ils peuvent être un bon modèle pour la synthèse de matériaux 1D, pourrait être utile pour concevoir des capteurs de détection de gaz et de molécules ou permettre la diffusion sélective de gaz et de molécules limités. Contrôler la structure atomique des GGB par CVD est un grand défi d'un point de vue scientifique, mais serait un énorme pas en avant dans la réalisation de technologies de nouvelle génération basées sur ce matériau.
