(PhysOrg.com) - Investigadores de la Universidad de Houston han desarrollado un método para crear matrices monocristalinas del material grafeno, un avance que abre la posibilidad de un reemplazo del silicio en computadoras y electrónica de alto rendimiento. El trabajo de los investigadores de la UH y sus colaboradores aparece en la portada de la edición de junio de Materiales de la naturaleza .
El grafeno es una capa de carbono de un átomo de espesor que se fabricó por primera vez en 2004. Las matrices de cristal único del material podrían usarse para crear una nueva clase de transistores de alta velocidad y circuitos integrados que usan menos energía que la electrónica de silicio porque el grafeno Conduce electricidad con poca resistencia o generación de calor.
Pero la industria necesita un método confiable y sin defectos para fabricar grandes cantidades de monocristales de grafeno. El desarrollo informado en Materiales de la naturaleza marca un paso hacia el perfeccionamiento de dicho método.
"Usando estas semillas, podemos cultivar una matriz ordenada de miles o millones de monocristales de grafeno, "dijo Qingkai Yu, el primer autor del artículo. Yu desarrolló el proceso de crecimiento de monocristales en el Centro UH de Materiales Avanzados (CAM), donde fue profesor asistente de investigación de ingeniería eléctrica e informática.
"Esperamos que la industria observe estos hallazgos y considere las matrices ordenadas como un posible medio para fabricar dispositivos electrónicos, "dijo Yu, quien ahora es profesor asistente en la Universidad Estatal de Texas en San Marcos y sigue siendo líder de proyecto en CAM.
Yu y Steven Pei, Catedrático de Ingeniería Eléctrica e Informática de la UH y subdirector de CAM, inventó la técnica de crecimiento de semillas de grafeno que UH patentó en 2010.
"Aún queda un largo camino por recorrer. Sin embargo, este desarrollo hace posible la fabricación de circuitos integrados con transistores de grafeno. En realidad, esta puede ser la primera tecnología de circuito integrado viable basada en nanoelectrónica, "Dijo Pei.
Yong P. Chen, profesor asistente de nanociencia y física en la Universidad de Purdue, fue el coautor correspondiente del artículo.
En CAM, Se cultivaron matrices de grafeno monocristalino sobre una lámina de cobre dentro de una cámara que contenía gas metano mediante un proceso llamado deposición química de vapor. Este proceso fue iniciado por Yu en CAM en 2008 y ahora es ampliamente aceptado como el método estándar para crear películas de grafeno de gran superficie para posibles aplicaciones en pantallas táctiles. libros electrónicos y células solares.
"El grafeno aún no está allí, en términos de producción en masa de alta calidad como el silicio, pero este es un paso muy importante en esa dirección, "dijo Chen, quien dirigió los esfuerzos de caracterización del grafeno en Purdue.
Además de Yu y Pei, Los estudiantes graduados de UH Wei Wu y Zhihua Su, los investigadores postdoctorales Zhihong Liu y Peng Peng y el profesor asistente Jiming Bao junto con Chen y otros nueve investigadores de la Universidad de Purdue, Laboratorio Nacional Brookhaven, Argonne National Laboratories y Carl Zeiss SMT Inc. fueron coautores del artículo.
El año pasado, dos científicos recibieron el Premio Nobel de Física por descubrir el grafeno. En ese tiempo, Yu estaba trabajando en CAM para desarrollar formas de producir cantidades masivas de grafeno de alta calidad.
Los hallazgos reportados en Materiales de la naturaleza demostró que los investigadores podían controlar el crecimiento de las matrices ordenadas. Los investigadores también fueron los primeros en demostrar las propiedades electrónicas de los límites de granos individuales.
