Smart svensk avsyning ser enstaka grafenskikt

Med ett optiskt mikroskop och lite smarta knep går det enkelt att hitta ytor med bara ett lager grafen på en kiselkarbidskiva. Chalmersforskare ligger bakom metoden som Linköpingsföretaget Graphensic just börjat använda vid tillverkning av grafen på kiselkarbid.

Ett lager grafen kan vara extremt tunt, bara några tiondels nanometer. Det har hittills gjort det extremt svårt att skilja på om ett, två eller kanske inget lager grafen bildats på en viss yta då materialet framställts på kiselkarbid.

– Men nu har Chalmers under ledning av Sergey Kubatkin visat att man kan använda optiskt mikroskop för att särskilja olika grafenlager. Därmed kan man enkelt hitta ytor med bara ett lager grafen, där materialets riktiga karaktäristik kommer fram, och exempelvis placera komponenter på dessa ställen, säger Mikael Syväjärvi, medgrundare till Graphensic, till Elektroniktidningen.

Graphensic är det första företaget i Europa som tillverkar och säljer grafen på kiselkarbid. Företaget framställer grafen på kiselkarbid med en metod som utvecklats vid Linköpings universitet.

– Vi har börjat använda Chalmers metod vid tillverkningen av vårt material. Fördelen är att vi nu enkelt kan se vilka provbitar som blivit bra eftersom vi kan titta igenom alla provbitar. Tidigare har vi använt mer komplexa metoder som gjort att vi bara kunnat ta referensprover i en serie, förklarar Mikael Syväjärvi.

Professor Sergey Kubatkin på Chalmers har lett projektet som visar att man kan använda ett optiskt mikroskop för att enkelt hitta ytor med bara ett lager grafen.

Chalmersforskarna har utarbetat metoden i samarbete med kollegor på Linköpings universitet och the National Physical Laboratory i Storbritannien.

I stort krävs ett optiskt mikroskop i kombination med några smarta knep för att en person med erfarenhet på bara ett kort ögonblick ska kunna avgöra hur en viss yta är uppbyggd.

– Med smarta knep menar man exempelvis att man inte fokuserar direkt på ytan, utan lite ovanför. Det ger mer kontrast. Sen har man även lagt till filter i mikroskopen som gör att det blir lättare att se höjdskillnader, vilket gör att det blir betydligt bättre karakteristik, förklarar Mikael Syväjärvi.

– Det är helt fantastiskt att ett verktyg som är så enkelt kan göra så stor skillnad, tillägger han spontant.

Utvecklingsarbetet har stöttats av ConceptGraphene – ett projekt inom EU:s sjunde ramprogram – Vetenskapsrådet, Stiftelsen för Strategisk Forskning, Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse samt det brittiska grafenprojektet IRD.

I förra veckan publicerades arbetet online av Nano Letters (länk).

Med ett optiskt mikroskop går det att hitta ytor som bara består av ett lager grafen – det är där den riktiga karaktäristiken för materialet kommer fram och det kan därför vara intressant att placera komponenter på just dessa ställen. Bilden visar hur en så kallad Hall bar placerats på en yta med ett lager grafen.