El grafeno ha tenido un gran potencial para aplicaciones prácticas desde que se aisló por primera vez en 2004. Pero todavía no lo usamos en nuestra tecnología a gran escala, porque no tenemos forma de producir grafeno a escala industrial. Los físicos de la Universidad de Leiden ahora han visualizado por primera vez cómo se comportan los átomos entre el grafeno y un sustrato. Esta información podría ser fundamental para futuras implementaciones de la producción industrial de grafeno. Sus resultados han sido publicados en Materiales de revisión física .

En 2004, Los científicos aislaron una sola capa de átomos de carbono de un bloque de grafito. Las capas de grafeno podrían habilitar transistores de alta velocidad, coches eléctricos económicos y sensores delicados. Avance rápido hasta 2018, y grafeno todavía hay pocas aplicaciones de grafeno a gran escala. El problema es que los investigadores no han descubierto una forma de producir grafeno de alta calidad en el sustrato correcto a escala industrial.

Aunque los científicos tienen una idea para la producción a gran escala:calentar el carburo de silicio a casi 2, 000 grados C, y una capa de grafeno crece en su superficie. Sin embargo, Los investigadores deben asegurarse de que el sustrato no altere las propiedades deseadas del grafeno. La inserción de átomos de hidrógeno entre el grafeno y el carburo de silicio aísla el grafeno y lo deja intacto como un material de una sola capa. El sentido físico Jan van der Molen y su grupo de investigación en la Universidad de Leiden ahora han visualizado por primera vez cómo se comportan esos átomos debajo del grafeno.

Los investigadores, incluido el postdoctorado Johannes Jobst y el candidato a doctorado Tobias de Jong, usó su microscopio electrónico de baja energía (LEEM) para estudiar qué sucede con los átomos de hidrógeno intercalados entre el grafeno y el carburo de silicio. Detectaron líneas donde se tensa la capa de grafeno. Los átomos de hidrógeno utilizan las líneas como túneles por donde pueden escapar más fácilmente. mientras que permanecen mucho más tiempo bajo las suaves regiones del grafeno entre estas líneas. "El proceso inverso se utiliza ampliamente en la investigación para desacoplar el grafeno del sustrato, "dice Jobst." Pero no estaba claro cómo se mueve el hidrógeno en la interfaz. Podríamos demostrar que el gas de hidrógeno puede introducirse en esos túneles para que se extienda rápidamente por debajo de la capa de grafeno en forma de átomos individuales ".