p O National Physical Laboratory (NPL) colaborou com a Chalmers University of Technology e a Linköping University na Suécia para ajudar a desenvolver uma ferramenta rápida e barata para o controle de qualidade do grafeno cultivado em carboneto de silício. p O grafeno foi originalmente feito usando um método chamado 'esfoliação', que envolve separar o grafite, por exemplo, com fita adesiva, até que você fique com uma camada de carbono com um átomo de espessura. Embora isso produza grafeno de alta qualidade, o método não é adequado para produção em massa e aplicações comerciais.

p Um método alternativo é fazer o grafeno crescer epitaxialmente (em camadas) a partir de um cristal de carboneto de silício em alta temperatura. NPL e colaboradores recentemente usaram o grafeno cultivado desta forma para desenvolver um padrão de resistência Hall quântica superior. Contudo, para aumentar a produção de grafeno para os níveis e perfeição exigidos pela indústria eletrônica, ferramentas de medição rápidas e baratas para controle de qualidade são necessárias.

p A nova técnica de controle de qualidade, publicado em Nano Letras , é baseado em microscopia óptica e pode ser usado para entender o efeito do substrato de carboneto de silício na qualidade da camada de grafeno. Antes, pensava-se que o contraste do grafeno com o carboneto de silício era muito baixo para ser observado diretamente com um microscópio óptico. Mas, analisando imagens ópticas e comparando-as com medições elétricas, a técnica foi capaz de identificar camadas únicas de grafeno com apenas 0,3 nanômetros de espessura.

p Em uma demonstração prática, os pesquisadores construíram dispositivos de grafeno em partes específicas do carboneto de silício, que eles localizaram usando a técnica de microscopia óptica. Além de identificar camadas únicas de grafeno, eles foram capazes de visualizar recursos como terraços escalonados no substrato de carboneto de silício e áreas de grafeno multicamadas. Em seguida, eles testaram as características elétricas dos dispositivos construídos em cada área. Os resultados confirmaram a capacidade do microscópio óptico em detectar áreas de diferentes topografias e cobertura da camada de grafeno.

p Esta pesquisa demonstra como a microscopia óptica pode detectar defeitos durante o crescimento do grafeno no carboneto de silício. Os resultados produzidos são comparáveis ​​a outras técnicas mais desenvolvidas, mas são mais rápidos de obter e não invasivos. Isso torna a técnica de microscopia óptica uma candidata primária para o controle de qualidade industrial.

p A contribuição do NPL para o projeto foi quantificar as imagens ópticas e validar os dados da microscopia óptica usando técnicas bem estabelecidas, como a microscopia de varredura de Kelvin. Este trabalho foi apoiado pelo projeto ConceptGraphene do Sétimo Programa Quadro da UE (FP7) e pelo projeto IRD de grafeno do Escritório Nacional de Medições do Reino Unido.

p NPL recentemente se juntou à Graphene Stakeholders Association para promover o desenvolvimento responsável de grafeno e tecnologias habilitadas para grafeno.

p Mais sobre o trabalho do NPL no Grafeno.