Grafeno un cristal compuesto por una sola capa de átomos de carbono dispuestos en un hexágono regular, es considerado como un material que se cree que es capaz de realizar milagros, en particular en los campos de la electrónica, tecnología de sensores y tecnología de visualización, pero también en metrología. Solo cuatro años después de la primera preparación exitosa de grafeno, sus descubridores Geim y Novoselov fueron por lo tanto galardonados con el Premio Nobel. Dado que el método de preparación original (descamación de capas atómicas individuales de grafito) no ofrece una buena perspectiva para un uso tecnológico amplio, muchos grupos de investigadores se están concentrando fuertemente en el desarrollo de procedimientos de fabricación alternativos.

Una variante completamente nueva y muy flexible ha sido desarrollada por el grupo de Andrey Turchanin de la Universidad de Bielefeld en cooperación con la Universidad de Ulm y tres departamentos del Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) y esto ha sido publicado en la revista científica. Materiales avanzados .

A diferencia de los métodos convencionales en los que se fabrica el grafeno, por ejemplo, por precipitación de átomos de carbono de la fase gaseosa o por grafitización térmica de carburo de silicio, los científicos seleccionaron moléculas aromáticas como punto de partida en este trabajo. Como sustratos, Se utilizaron tanto monocristales de cobre como láminas de cobre policristalino económicas. Por irradiación con electrones de baja energía y posterior recocido térmico, Entonces fue posible convertir una sola capa autoorganizada de la molécula bifeniltiol, que había precipitado sobre la superficie del cobre, en grafeno.

Para investigar las propiedades químicas y físicas del grafeno fabricado de esta manera, Se aplicaron diferentes métodos de caracterización de las universidades de Ulm y Bielefeld y del PTB, por ejemplo, microscopía de túnel de barrido, microscopio de transmisión por electrones, Espectroscopía Raman, así como mediciones de transporte eléctrico a bajas temperaturas y altos campos magnéticos. Todas estas mediciones confirman que el grafeno de excelente calidad cristalina y electrónica se había fabricado realmente a partir de la molécula aromática.

La flexibilidad de la irradiación de electrones, que es posible tanto en áreas grandes como con una excelente resolución espacial en pequeñas, lugares bien definidos, ahora permite fabricar estructuras de grafeno de prácticamente cualquier forma, p.ej. puntos cuánticos, nanocintas u otras nanogeometrías con funcionalidad específica. La selección de la temperatura en la etapa de conversión térmica también permite ajustar el grado de cristalinidad y las características del grafeno en función de éste.

Las ventajas adicionales resultan de la versatilidad del método de recubrimiento autoorganizado. Se puede realizar con diferentes moléculas aromáticas que podrían, por ejemplo, también contienen átomos de dopaje para el dopaje electrónico del producto final. Aplicado en múltiples capas, se podría fabricar el llamado grafeno bicapa o multicapa, cuya estructura de banda electrónica modificada amplía las aplicaciones potenciales del grafeno de una sola capa. Igualmente, otros sustratos distintos al cobre utilizado aquí (por ejemplo, otros metales, semiconductores, aisladores). Además, también debería ser posible fabricar grafeno en cualquier superficie tridimensional, ya que la autoorganización molecular también tiene lugar en superficies curvas. El nuevo método de fabricación amplía las perspectivas para un mejor uso del "material mágico" de una manera tan impresionante que la publicación respectiva se destacó en la portada del número de agosto de la revista científica " Materiales avanzados ".