La mesure par laquelle tout chef d'orchestre est jugé est la facilité avec laquelle, et rapidement, les électrons peuvent le traverser. Sur ce point, Le graphène est l'un des matériaux les plus prometteurs pour un éventail époustouflant d'applications. Cependant, sa mobilité électronique ultra-élevée est réduite lorsque vous synthétisez de plus grandes feuilles du matériau. Maintenant, cette barrière à la production industrielle de graphène peut être brisée grâce à de nouvelles recherches menées dans des universités en Suède et en Allemagne.

La longue liste d'utilisations possibles du graphène touche à presque toutes les dimensions des technologies futures, y compris celles qui traitent de l'énergie et de la santé. Transistors, capteurs, stockage d'Energie, électronique souple, la biomédecine et plus peuvent profiter de sa mécanique supérieure, électrique, propriétés thermiques et optiques. En plus, c'est un atome d'épaisseur et l'un des matériaux connus les plus résistants jamais mesurés.

Mais produire du graphène à grande échelle, tout en maîtrisant et en maintenant ses propriétés uniques, est un défi à relever. L'un des principaux problèmes est la formation de " joints de grains, " imperfections qui apparaissent dans le matériau lors de la synthèse de feuilles de graphène (typiquement au voisinage de 100 mm × 100 mm ou 150 mm x 150 mm) en utilisant un procédé connu sous le nom de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). L'étude, qui a été publié dans Avancées scientifiques , présente un simple, observation rapide et étendue des défauts de ligne dans ce matériau miracle.

L'auteur principal de l'étude, Fan de Xuge, doctorant au KTH Royal Institute of Technology de Stockholm, dit que les limites sont exactement ce à quoi elles ressemblent :de minuscules petites coutures dans le motif en treillis en nid d'abeille bidimensionnel du graphène qui dispersent le flux d'électrons et influencent de manière critique les propriétés matérielles du graphène.

"Ce sont un peu comme les coutures d'une courtepointe en patchwork, ", dit Fan. "Ils sont inévitables, et pour l'instant, nous devons apprendre à vivre avec eux."

Avec une bonne visualisation des joints de grains de graphène, les scientifiques pourraient faire de gros gains dans l'ingénierie contrôlée de ces défauts inévitables. Fan dit que l'étude fournit une méthode pour simplement, observer rapidement et à moindre coût la taille et la distribution des joints de grains à grande échelle en utilisant des procédés standard dans les usines de fabrication de plaquettes, à savoir, gravure à l'acide fluorhydrique à la vapeur (VHF) et inspection au microscope optique.

"Jusqu'à maintenant, aucune méthode n'existe qui se compare en simplicité, vitesse et échelle à cette méthodologie pour visualiser les joints de grains dans le graphène CVD de grande surface sur un substrat de dioxyde de silicium (SiO2), ", dit Fan.

Fan dit que la méthode pourrait être utile pour accélérer le processus de développement d'une synthèse de graphène de haute qualité à grande échelle. "Il offre une évaluation rapide de la densité des joints de grains sur des échantillons de graphène de grande surface, qui ne prend pas plus de deux minutes, " il dit.

"Il peut également être utilisé pour l'analyse post-mortem des dispositifs de graphène émergents qui utilisent des patchs de graphène - tels que des capteurs de pression, transistor, et capteurs de gaz - pour étudier les effets des défauts de la ligne de joint de grain sur les performances de l'appareil."