(PhysOrg.com) - Un poco de zinc puede dañar mucho el grafeno. Los investigadores de la Universidad de Rice han aprovechado eso para crear litografía de capa atómica única.

El laboratorio de Rice del químico James Tour informó esta semana en la revista Science que la pulverización de zinc sobre grafeno multicapa permitió al equipo eliminar una sola capa a la vez sin alterar las capas inferiores.

El descubrimiento podría ser útil a medida que los investigadores exploran las propiedades eléctricas del grafeno para las nuevas generaciones de microcircuitos y otros dispositivos basados ​​en grafeno. Grafeno la forma de carbono de un átomo de espesor, ganó a sus descubridores el premio Nobel de física más reciente.

Los investigadores crearon un tablero de ajedrez de grafeno eliminando capas horizontales y verticales para crear un patrón tridimensional.

También imprimieron un micro búho, La mascota de Rice, unas 15 millonésimas de metro de ancho.

"La eliminación de una sola hoja de grafeno o de óxido de grafeno fue una sorpresa, "dijo Tour, T.T. y W.F. de Rice Cátedra Chao de Química y profesor de ingeniería mecánica y ciencia de los materiales y de informática. "Pensamos que este protocolo eliminaría varias capas, pero ver que se eliminan capas individuales es uno de esos eventos emocionantes en la ciencia donde la naturaleza nos da mucho más de lo que esperábamos ".

Tour dijo que la capacidad de eliminar capas individuales de grafeno de manera controlada "proporciona el nivel más preciso de patrones de dispositivos jamás conocido, o alguna vez ser conocido, donde tenemos una resolución de un solo átomo en la dimensión vertical. Este será para siempre el límite de los patrones verticales:hemos llegado al final de la escala ".

Ayrat Dimiev, un científico postdoctoral en el laboratorio de Tour, descubrió la técnica y descubrió por qué el grafeno es tan fácil de modelar. Roció zinc sobre óxido de grafeno y otras variantes creadas a través de la conversión química, deposición de vapor químico y micromecánico (el método de "cinta adhesiva"). Bañar el grafeno en ácido clorhídrico diluido eliminó el grafeno dondequiera que el zinc lo tocó, dejando intactas las capas inferiores. A continuación, se enjuagó el grafeno con agua y se secó en una corriente de nitrógeno.

Para el búho Dimiev cortó una plantilla en PMMA con un haz de electrones y la colocó sobre óxido de grafeno. Él pulverizó zinc a través de la plantilla y luego lavó el zinc con ácido clorhídrico diluido, dejando atrás el búho incrustado.

El grafeno recubierto por pulverización con aluminio mostró efectos similares. Pero cuando Dimiev intentó aplicar zinc mediante evaporación térmica, el grafeno se mantuvo intacto.

La investigación de la superficie pulverizada antes de aplicar el lavado ácido reveló que los metales formaban defectos en el grafeno, rompiendo los enlaces con la hoja circundante como un cortador a través de una malla de gallinero. Pulverización de zinc, aluminio, el oro y el cobre produjeron efectos similares, aunque el zinc fue mejor para proporcionar el patrón deseado.

Los investigadores pudieron crear una línea de 100 nanómetros en una hoja de grafeno, lo que sugiere que el único límite horizontal para la resolución del proceso es la resolución del método de modelado metálico.

"El siguiente paso será controlar el patrón horizontal con una precisión similar a la que hemos logrado en la dimensión vertical, ", Dijo Tour." Entonces no hay más espacio en la parte inferior en ninguna dimensión, al menos si llamamos a los átomos individuales nuestro punto final, que es, con fines prácticos ".