Graphène
Le graphène est un des matériaux les plus étudiés à l’heure actuelle, pour ses propriétés physiques (notamment électroniques, optiques et mécaniques). Son étude ainsi que celle des nanotubes de carbone ont permis de nombreuses découvertes et ont ouvert des pistes quant au futur de l’électronique et des nanosciences. Le graphène est composé de couches de carbones très régulières.
Productions
Une des difficultés pour exploiter ce matériau consiste en sa fabrication, et notamment sa fabrication industrielle. Obtenir des larges « feuilles » de graphène de façon reproductible est très difficile avec les méthodes actuelles.
Deux méthodes
Deux méthodes sont très utilisées actuellement. La méthode de clivage micromécanique utilisée actuellement ne produit pas de feuilles assez grandes et larges pour la plupart des applications. La méthode de croissance épitaxiale pose des problèmes d’uniformité dimensionnelle des couches des graphène, et créé souvent des liens entre le substrat et le graphène. Ces liens peuvent modifier les propriétés intrinsèques du graphène.
Nouvelle méthode ?
Un groupe de chercheurs du laboratoire national de Brookhaven (Long Island, NY) a trouvé une nouvelle méthode pour obtenir du graphène. Leur méthode est basée sur la méthode épitaxiale. L’idée est de contrôler la croissance du graphène couche par couche, par traitement thermiques, en utilisant un substrat de Ruthénium. En chauffant le Ruthénium et le carbone à 1150°C, les atomes de carbone sont absorbés par le Ruthénium. Ensuite, lors d’un refroidissement à 850°C, des atomes de carbones commencent à apparaître sur l’ensemble de la surface du Ruthénium en formant des petites « îles » de carbones qui vont se connecter lors du refroidissement pour créer la première couche de graphène, puis la seconde.
La maitrise de ce procédé permet d’obtenir une double couche de graphène, la première ayant une très forte affinité avec le substrat et une seconde que l’on peut détacher « plus aisément » afin d’obtenir une couche unique de graphène.