(PhysOrg.com) - Desde su descubrimiento relativamente reciente, el grafeno ha generado un gran interés. El grafeno se extrae del grafito en muchos casos, y consta de una hoja de átomos de carbono unidos entre sí en una red hexagonal. Debido a que el grafeno tiene solo una capa atómica de espesor, es de interés para nanoestructuras. Adicionalmente, sus propiedades eléctricas y ópticas lo convierten en una posible alternativa a los materiales que se utilizan actualmente en electrónica y en sensores. Incluso se especula sobre la utilidad del grafeno para aplicaciones energéticas. Las láminas de grafeno se pueden colocar en capas o en patrones para obtener diferentes propiedades y realizar diferentes funciones.
Desafortunadamente, producir grafeno es un proceso complicado. También, controlar el grosor de las láminas de grafeno en capas ha sido algo difícil hasta este momento. En un esfuerzo por abordar esto, un grupo de la Universidad de California, Berkeley ha ideado una forma de controlar el grosor del grafeno producido. El proceso se describe en Letras de física aplicada :"Cristalización catalizada por metales de carbono amorfo en grafeno".
"Es deseable controlar las capas de grafeno que tienes, "Ali Javey dice PhysOrg.com . Es el jefe de este proyecto en UC Berkeley. “Nuestro enfoque es convertir carbono amorfo en grafeno cristalino. Descubrimos que al controlar el espesor inicial del carbono amorfo utilizado, se puede controlar el espesor del grafeno. Nuestro proceso permite determinar mejor lo que podemos obtener del grafeno en términos de propiedades para aplicaciones útiles ".
Javey y su equipo utilizaron un proceso diferente al que se ha utilizado hasta ahora para producir capas de grafeno. "En la mayor parte, se ha utilizado el proceso de deposición química de vapor, " el explica. "Tienes una capa catalítica sobre un sustrato, y calienta la muestra mientras fluye una fuente de carbono en fase gaseosa sobre ella que se descompone en la superficie. Sin embargo, este proceso no está cerrado, y se basa en el número prácticamente ilimitado de átomos de carbono del medio ambiente. Debido a que se extrae una cantidad infinita de carbono, es difícil controlar cuántas capas obtienes ".
La clave para obtener un mayor control sobre las capas de grafeno es crear un entorno con una cantidad limitada de carbono. “En nuestro proceso, utilizamos una fuente de carbono sólido que se deposita con un espesor finito sobre el sustrato. Luego colocamos la capa catalítica encima. Porque controlamos el espesor inicial del carbono, podemos controlar la cantidad de capas de grafeno que tenemos, ”Dice Javey.
Continúa:“Esto es importante porque el grosor afecta directamente a la electricidad, propiedades ópticas y mecánicas del grafeno. Poder controlar las capas de grafeno nos permitiría crear grafeno para fines específicos, aumentando la utilidad general de su producción ".
El siguiente paso es verificar que el grafeno producido de esta manera sea de la misma calidad que el grafeno producido mediante deposición de vapor químico. "Parece prometedor, ”Insiste Javey. "Hemos utilizado la espectroscopia Raman para comparar, y desde ese punto de vista, la calidad es buena. Pero también estamos comenzando un análisis eléctrico, con el fin de evaluar de forma más completa la calidad ".
Avanzando, Javey espera que este proceso pueda ayudar al grafeno a obtener un uso más amplio. “Hay varias aplicaciones posibles para el grafeno, y una vez que lo entendamos mejor, deberíamos poder hacer un buen uso de ella ".
Otros miembros del equipo incluyeron a Roya Maboudian y su grupo de investigación en Berkeley.
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