Des chercheurs du Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) ont réussi à fabriquer des nanomesh de graphène en suspension dans une vaste zone par microscopie à faisceau d'ions hélium. Des nanopores de six nm de diamètre ont été uniformément modelés sur le graphène suspendu de 1,2 um de long et 500 nm de large. En contrôlant systématiquement le pas (centre nanopore à centre nanopore) de 15 nm à 50 nm, une série de dispositifs nanomesh de graphène stables ont été réalisés. Cela fournit un moyen pratique d'étudier les propriétés intrinsèques du nanomesh de graphène vers des applications pour la détection de gaz, ingénierie des phonons, et la technologie quantique.

Graphène, avec son excellent électrique, propriétés thermiques et optiques, est prometteur pour de nombreuses applications au cours de la prochaine décennie. C'est également un candidat potentiel à la place du silicium pour construire la prochaine génération de circuits électriques. Cependant, sans bande interdite, il n'est pas simple d'utiliser le graphène pour les transistors à effet de champ (FET). Les chercheurs ont essayé de découper une feuille de graphène en un petit morceau de nanoruban de graphène et ont observé avec succès l'ouverture de la bande interdite. Cependant, le courant des nanorubans de graphène est trop faible pour piloter un circuit intégré. Dans ce cas, le graphène nanomesh est souligné en introduisant des nanopores périodiques sur le graphène, qui sont également considérés comme un très petit réseau de nanorubans de graphène.

Une équipe de recherche dirigée par le Dr Fayong Liu et le professeur Hiroshi Mizuta a démontré, en collaboration avec des chercheurs de l'Institut national des sciences et technologies industrielles avancées (AIST), ce nanomesh de graphène suspendu de grande surface est rapidement réalisable par microscopie à faisceau d'ions hélium avec un diamètre de nanopore inférieur à 10 nm et des pas bien contrôlés. Par rapport à la structuration TEM à vitesse lente, la technique de broyage par faisceau d'ions hélium surmonte la limitation de vitesse, et en attendant fournit une résolution d'imagerie élevée. Avec les premières mesures électriques, il a été constaté que l'énergie d'activation thermique du nanomesh de graphène augmentait de façon exponentielle en augmentant la porosité du nanomesh de graphène. Cela fournit une nouvelle méthode pour l'ingénierie de la bande interdite au-delà de la méthode conventionnelle du nanoruban. L'équipe prévoit de continuer à explorer le nanomesh de graphène vers l'application de l'ingénierie des phonons.

« Le nanomesh de graphène est une sorte de nouvelle « brique » pour les systèmes de micromachines modernes. Théoriquement, nous pouvons générer de nombreux types de motifs périodiques sur le graphène suspendu d'origine, qui adapte la propriété de l'appareil à la direction pour une application spécifique, en particulier la gestion thermique à l'échelle nanométrique, " dit le professeur Hiroshi Mizuta, le chef du laboratoire Mizuta. Le laboratoire Mizuta développe actuellement les propriétés électriques et thermiques de dispositifs à base de graphène pour la physique fondamentale et des applications potentielles telles que les capteurs de gaz et les redresseurs thermiques. L'objectif est d'utiliser le graphène pour construire un monde plus vert.