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GRAFENE DI QUALITA’ GRAZIE ALL’OSSIGENO

Categoria // Ricerca di base e Finanziamenti, ICT e Tecnologie Digitali, Grafene

I ricercatori dell'Università del Texas ad Austin hanno scoperto che, calibrando l'ossigeno nel processo di crescita del grafene su un substrato di rame, si possono ottenere campioni di materiale più uniformi e meglio utilizzabili in svariate applicazioni.

Megliopossibile - Grafene di qualità grazie all’ossigeno
Megliopossibile - Grafene di qualità grazie all’ossigeno
Calibrando l'ossigeno, insieme ad altre variabili come temperatura e pressione, nel processo di crescita del grafene su un substrato di rame, gli scienziati potrebbero essere in grado di ottenere cristalli di questo innovativo materiale più uniformi e meglio utilizzabili nei dispositivi elettronici e in altre applicazioni. E' la scoperta fatta recentemente da un team di ricercatori dell'Università del Texas ad Austin, pubblicata sulla rivista Science (clicca qui per leggere l'abstract).

La qualità del grafene, infatti, è influenzata da alcune imperfezioni che si generano nel materiale durante la fase di produzione. Imperfezioni che possono compromettere le sue straordinarie proprietà di resistenza e conducibilità elettrica e termica. Questi "difetti" si formano tra i singoli cristalli man mano che questi, aumentando sulla superficie usata in laboratorio (generalmente un foglio di rame) nel processo di sintesi, si "scontrano" tra loro. Ecco perché si pensa che la densità alla quale i singoli cristalli proliferano (chiamata densità di nucleazione) possa inficiare la qualità complessiva del prodotto finale.

Dopo tre anni di studio per capire in che modo controllare la densità di nucleazione, Yufeng Hao, in collaborazione con Rodney S. Ruoff e Luigi Colombo, sembra aver trovato risposte, proprio grazie all'ossigeno.

Bisogna specificare che generalmente il grafene viene coltivato in assenza di ossigeno, utilizzando un substrato di rame che catalizza la nucleazione e la crescita dei cristalli in presenza di gas metano all'interno di un reattore ad alta temperatura (1000°C).

Nel loro studio, invece, i tre ricercatori hanno introdotto piccole quantità di ossigeno durante i cicli di crescita, osservando che in questo modo si otteneva il risultato sperato, cioè la riduzione della densità di nucleazione. Tale fenomeno non solo ha permesso ai pochi cristalli generati di aumentare le proprie dimensioni (perché non più limitati dai cristalli adiacenti) ma anche di ottenere un prodotto finale con minori imperfezioni.

FotoUniversity of Texas at Austin - Il grafene nell'immagine a sinistra si è sviluppato con il nuovo processo che vede protagonista l'ossigeno e ha prodotto cristalli più grandi, distanziati e uniformi; il grafene a destra, invece, è stato coltivato su rame in assenza di ossigeno, producendo cristalli più piccoli e "imperfetti".
ossigeno crescita grafene




La Redazione

Pubblicato:

Mercoledì, 30 Ottobre 2013

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