Los investigadores descubrieron un procedimiento para restaurar estructuras defectuosas de óxido de grafeno que hacen que el material muestre una baja movilidad del portador. Al aplicar un tratamiento de reducción de alta temperatura en un entorno de etanol, se restauraron las estructuras defectuosas, lo que condujo a la formación de una película de grafeno altamente cristalinocon un excelente transporte en forma de banda. Se espera que estos hallazgos entren en uso en técnicas de producción escalables de películas de grafeno altamente cristalinas.
El grafeno es un material con excelente conductividad eléctrica, resistencia mecánica, estabilidad química y una gran área superficial. Su estructura consiste en una capa de átomos de carbono de un átomo de espesor. Debido a sus atributos positivos, la investigación sobre su síntesis y aplicacióna dispositivos electrónicos se está llevando a cabo en todo el mundo. Si bien es posible crear grafeno a partir de óxido de grafeno GO, un material producido por exfoliación química del grafito a través del tratamiento oxidativo, este tratamiento causa estructuras defectuosas y la existencia de grupos que contienen oxígeno,haciendo que GO muestre propiedades conductoras bajas. Hasta ahora, la movilidad del operador, el indicador básico con el que se expresa el rendimiento del transistor, se mantuvo en unos pocos cm2 / V como máximo. Un grupo de investigadores dirigido por Ryota Negishi, profesor asistente y Yoshihiro Kobayashi,profesor, Escuela de Graduados de Ingeniería, Universidad de Osaka; Masashi Akabori, profesor asociado, Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón; TakahiroIto, profesor asociado, Escuela de Graduados de Ingeniería, Universidad de Nagoya;y Yoshio Watanabe, Vice Director, Centro de Radiación Sincrotrón Aichi, han desarrollado un tratamiento de reducción a través del cual la cristalinidad de GO se mejoró drásticamente.
Los investigadores recubrieron un sustrato con 1-3 capas extremadamente delgadas de GO y agregaron una pequeña cantidad de etanol al proceso de reducción de alta temperatura de hasta 1100 ° C. La adición del gas de etanol a base de carbono condujo a la restauración efectiva dela estructura defectuosa del grafeno. Por primera vez en el mundo, este grupo logró observar un transporte en forma de banda que refleja las propiedades intrínsecas del transporte eléctrico en películas GO químicamente reducidas. El transporte en forma de banda es un mecanismo de conducción en el que los transportistas utilizan el periódicomecanismos eléctricos en cristales sólidos como una onda de transmisión. El transporte de banda observado en este estudio logró una movilidad de portadora de ~ 210 cm2 / V, actualmente el nivel más alto observado en películas GO químicamente reducidas.
La exitosa creación de películas finas de grafeno logradas mediante el método de reducción anterior ha abierto la posibilidad de su aplicación en un conjunto diverso de dispositivos y sensores electrónicos. Los resultados de este grupo de investigación constituyen un hito en el desarrollo de materiales escalables que utilizanexcelentes propiedades físicas del grafeno.
Esta investigación fue presentada en Informes científicos
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Materiales proporcionado por Universidad de Osaka . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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