Des chercheurs de l'Université de Surrey ont révélé une nouvelle méthode qui permet aux microscopes électroniques à balayage de laboratoire courants de voir le graphène se développer sur la surface d'une micropuce en temps réel.

Cette découverte, publié dans ACS Applied Nano Materials, pourrait créer une voie pour contrôler la croissance du graphène dans les usines de production et conduire à la production fiable de couches de graphène.

Renoncer à l'utilisation de systèmes sur mesure coûteux, la nouvelle technique produit non seulement des feuilles de graphène de manière fiable, mais permet également d'utiliser des catalyseurs à action rapide qui réduisent les temps de croissance de plusieurs heures à quelques minutes seulement.

Avec l'utilisation de l'imagerie vidéo, l'équipe de l'Advanced Technology Institute (ATI) de Surrey a montré la croissance du graphène sur un catalyseur de fer, utilisant une membrane de nitrure de silicium produite dans une puce de silicium. La membrane n'a que quelques dizaines de nanomètres d'épaisseur, et le chauffage et le refroidissement peuvent être contrôlés rapidement au moyen de la modulation d'un signal électrique qui est envoyé à la couche de fer. Celui-ci agit à la fois comme un catalyseur et comme une résistance électrique pour fournir la chaleur.

L'imagerie utilise un contraste de niveau de Fermi pour visualiser les niveaux de dopage du graphène. Ce mécanisme de contraste peut être utilisé pour identifier le point de contact électrique entre des flocons de graphène voisins. Cette imagerie révèle également que le seul contact physique entre les flocons n'est pas suffisant pour former un contact électronique, ce qui suggère qu'une liaison supplémentaire est nécessaire avant que les électrons ne puissent sauter de flocon en flocon.

Professeur Ravi Silva, directeur d'ATI et chef du centre de nanoélectronique de l'université de Surrey, mentionné, "Graphène, le matériau miracle du 21ème siècle, a beaucoup écrit sur ses propriétés uniques et remarquables au cours de la dernière décennie. Il sera largement utilisé s'il peut être manipulé de manière experte et placé facilement dans les applications. Pour faire ça, il doit y avoir des itinéraires pour observer le graphène et le placer avec précision sur des appareils. Dans le document de recherche, l'une de ces voies, utilisant un microscope électronique standard que l'on trouve dans la plupart des laboratoires dotés de ressources suffisantes, est illustrée. Nous espérons que ce travail encouragera de nombreuses autres applications et découvertes du graphène pour une utilisation pratique. »

Dr José Anguita, responsable de salle blanche chez ATI à l'Université de Surrey, a déclaré:"Être capable de voir et de contrôler le graphène que nous produisons en temps réel nous rapproche considérablement de la commercialisation et de la production de masse de graphène pour les appareils électroniques."