Opnamen met de rastertunnelmicroscoop (STM) laten zien dat op koperoxide (CuOx) het grafeen keurig netjes aangroeit (afb: Nano Letters)
Onderzoekers van, onder meer, de Rijksuniversiteit Groningen hebben een proces ontwikkeld waarmee het ‘wondermateriaal’ grafeen ook op industriële schaal zou zijn te produceren.
Grafeen belooft veel, maar zal eeuwig beloftevol blijven als het niet op een niet al te ingewikkelde manier is te produceren. “De uitdaging is om een substraat te vinden waarop grafeen groeit dat de eigenschappen van grafeen niet beïnvloedt, maar waarmee ook nog eens op industriële schaal is te werken”, zegt promovendus Stefano Gottardi van de RUG. Als productietechniek wordt chemische opdamping gebruikt. Warmte wordt gebruikt om een ‘voorloper’ van grafeen, bijvoorbeeld methaan,te verdampen (wat niet erg moeilijk zal zijn), waarna dat reageert met het substraat en er grafeen ontstaat. Als substraat (tevens katalysator) ligt een overgangsmetaal voor de hand, maar dat substraatmateriaal mag geen roet in het eten gooien (om in stijl te blijven). Vaak wordt koper gebruikt. Om de goede eigenschappen van het grafeen te herstellen, moet het worden overgebracht op een inert substraat. Dat is een beetje knoeien. “Wij hebben”, zegt onderzoekster Meike Stöhr, “een monster van grafeen op het koper bekeken en we zagen daar rare dingen.” Het bleek dat naast koper ook koperoxide aanwezig was. Er bleek zich op het oxide een fraaie grafeenlaag gevormd te hebben. Metaaloxides laten de eigenschappen van het grafeen ongemoeid, dus…
Inderdaad, de onderzoekers borduurden voort op die waarneming en gebruikten koperoxide als substraat voor het maken van grafeen. Opmerkelijk is dat de onderzoekers daar drie jaar aan gewerkt hebben en nog niet zeker van hun zaak zijn. Stöhr: “Anderen moeten onze resultaten nog reproduceren en er zal nog heel wat gedaan moeten worden om de groei te optimaliseren.” Als het mogelijk wordt grafeen op koperoxide te ‘bereiden’, dan komen lithografische technieken in beeld om het grafeen te bewerken voor allerlei (commerciële) toepassingen in de elektronica.
Bron: Eurekalert