Vysoká pohyblivost elektronů v grafenu (viz mnohdy uváděné zjednodušené tvrzení, že elektrony mají efektivní nulovou hmotnost nebo se materiálem pohybují téměř rychlostí světla) ukazuje velký potenciál grafenu pro širokopásmové komunikace a vysokorychlostní elektroniku pracující s terahertzovými frekvencemi. Jenže v tomto ohledu platí, že není grafen jako grafen.
Potřebné vlastnosti má grafen vyráběny mechanicky (postupným „odlepováním“, exfoliací, což není proces škálovatelný pro průmyslové měřítko), dále grafen vypěstovaný na hexagonálním nitridu boru nebo grafen získaný chemickou depozicí z par (chemical vapor deposition, CVD), pokud se ovšem z původního substrátu přenese na heterostruktury z různých oxidů. Všechny tyto metody výroby jsou docela složité a/nebo drahé.
Munis Khan z Chalmers University of Technology a jeho kolegové nyní navrhují, že grafen s vysokou mobilitou nosičů náboje („rychlými elektrony“) lze získat i podstatně jednodušeji. Stačí metodou CVD vyrobit grafen na neleštěné měděné fólii a přenést ho na laminovací fólii EVA/PET pomocí běžného kancelářského laminátoru a mokrého leptání mědi. Mobilita se elektronů se pak zvýšila až 8krát po pouhém udržování sendviče grafen-plast při teplotě 60 °C po dobu několika hodin. Konkrétně pohyblivost elektronů při pokojové teplotě stoupla z 500-1000 cm2/(V s) na 6000-8000 cm2/(V s).
Výroba takto kvalitního grafenu je levná, jednoduchá a navíc díky plastovému substrátu (to je výhoda i proti heterostrukturám kombinujících různé oxidy) získáme nakonec ohebný materiál, vhodný např. pro nositelnou elektroniku nebo přenosná nařízení pro sběr energie. Autoři výzkumu zmiňují v této souvislosti i elektronickou kůži. Omezení představuje zřejmě pouze samotný proces chemické depozice z par (CVD obecně znamená, že plyny obsahující uhlík reagují při teplotách kolem 1 000 °C v přítomnosti kovu, který slouží jako katalyzátor pro rozklad plynu na uhlík a zároveň jako povrch pro nukleaci grafenové mřížky.) a čistota a další kvalita použité měděné fólie.
Munis Khan et al, High Mobility Graphene on EVA/PET, Nanomaterials (2022). DOI: 10.3390/nano12030331
Zdroj: Chalmers University of Technology / Phys.org
