Adaptación del transporte eléctrico a través de las fronteras de grano en grafeno policristalino

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física de la materia condensada Física de la materia condensada
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• El grafeno policristalino sintetizado a través de la deposición de vapor químico (CVD) contiene límites de grano (GB) que pueden impedir la movilidad del portador de carga.
• Estudios previos carecían de correlación directa entre la estructura de GB y las propiedades eléctricas debido a métodos de medición indirectos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar directamente las propiedades eléctricas de GBs individuales en grafeno CVD.
• Para correlacionar la estructura atómica y la ubicación de GBs con su conductividad eléctrica medida.
• Evaluar el potencial del grafeno policristalino para aplicaciones electrónicas de alto rendimiento.

Principales métodos:

• Microscopía electrónica de transmisión (TEM) para imágenes de alta resolución de GBs en grafeno CVD.
• Mediciones de transporte eléctrico in situ en GBs individuales.
• Correlación de los datos estructurales de TEM con las mediciones de conductividad eléctrica.

Principales resultados:

• Se lograron por primera vez mediciones eléctricas directas de GBs individuales.
• Inesperadamente, la conductividad eléctrica mejoró en un orden de magnitud para GBs con conectividad interdominio superior.
• Se demostró que el crecimiento optimizado y el diseño del dispositivo pueden producir grafeno policristalino con un rendimiento comparable al grafeno exfoliado.

Conclusiones:

• El rendimiento eléctrico del grafeno CVD depende en gran medida de la calidad de los GBs.
• Los GB bien conectados no necesariamente degradan, e incluso pueden mejorar, las propiedades eléctricas.
• El grafeno policristalino con GBs optimizados presenta una ruta viable para lograr dispositivos electrónicos de alto rendimiento.