ಅಲ್ಟ್ರಾಟ್ರಾನ್ಸ್ಪರೆಂಟ್ ಮತ್ತು ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು

ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಂತಹ ದ್ವಿ-ಆಯಾಮದ ವಸ್ತುಗಳು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಅರೆವಾಹಕ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗೆ ಆಕರ್ಷಕವಾಗಿವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರ್ಷಕ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಮುರಿತಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ, ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಅದರ ಅಸಾಧಾರಣ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಲಾಭವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಇದು ಸವಾಲಾಗಿದೆ. ಪಾರದರ್ಶಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸ್ಟ್ರೈನ್-ಅವಲಂಬಿತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು, ನಾವು ಬಹುಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್/ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು (MGGs) ಎಂದು ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ನಡುವೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಕೆಲವು ಸುರುಳಿಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ವಿಭಜಿತ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳನ್ನು ಪರ್ಕೋಲೇಟಿಂಗ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸೇತುವೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು ಅದು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಬೆಂಬಲಿತವಾದ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGGಗಳು ತಮ್ಮ ಮೂಲ ವಾಹಕತೆಯ 65% ಅನ್ನು 100% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಉಳಿಸಿಕೊಂಡಿವೆ, ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ಹರಿವಿನ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳಿಲ್ಲದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳು ತಮ್ಮ ಆರಂಭಿಕ ವಾಹಕತೆಯ 25% ಅನ್ನು ಮಾತ್ರ ಉಳಿಸಿಕೊಂಡಿವೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳಾಗಿ MGG ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್>90% ರ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿತು ಮತ್ತು ಅದರ ಮೂಲ ಪ್ರಸ್ತುತ ಉತ್ಪಾದನೆಯ 60% ಅನ್ನು 120% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ (ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಗಣೆಯ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ) ಉಳಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ. ಈ ಹೆಚ್ಚು ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಆಪ್ಟೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು.
ಸ್ಟ್ರೆಚ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಪಾರದರ್ಶಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಬೆಳೆಯುತ್ತಿರುವ ಕ್ಷೇತ್ರವಾಗಿದ್ದು ಅದು ಸುಧಾರಿತ ಜೈವಿಕ ಇಂಟಿಗ್ರೇಟೆಡ್ ಸಿಸ್ಟಮ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (1, 2) ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಸಾಫ್ಟ್ ರೊಬೊಟಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ (3, 4) ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪರಮಾಣು ದಪ್ಪ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಾರದರ್ಶಕತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಯ ಹೆಚ್ಚು ಅಪೇಕ್ಷಣೀಯ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಅದರ ಅನುಷ್ಠಾನವನ್ನು ಸಣ್ಣ ತಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಬಿರುಕುಗೊಳಿಸುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯಿಂದ ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮಿತಿಗಳನ್ನು ಮೀರುವುದರಿಂದ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಪಾರದರ್ಶಕ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಹೊಸ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು.
ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಪಾರದರ್ಶಕ ವಾಹಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ (5, 6) ಪ್ರಬಲ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಪಾರದರ್ಶಕ ವಾಹಕದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಇಂಡಿಯಮ್ ಟಿನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ [ಐಟಿಒ; 90% ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯಲ್ಲಿ 100 ಓಮ್ಸ್/ಚದರ (ಚದರ) ], ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯಿಂದ (ಸಿವಿಡಿ) ಬೆಳೆದ ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಶೀಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧ (125 ಓಮ್‌ಗಳು/ಚದರ) ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕತೆ (97.4%) (5) ಒಂದೇ ರೀತಿಯ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ITO (7) ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಚಲನಚಿತ್ರಗಳು ಅಸಾಧಾರಣ ನಮ್ಯತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ, 0.8 ಮಿಮೀ (8) ರಷ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾದ ವಕ್ರತೆಯ ಬಾಗುವ ತ್ರಿಜ್ಯಕ್ಕೆ ಸಹ ಅದರ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಪಾರದರ್ಶಕ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ವಾಹಕವಾಗಿ ಅದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಇನ್ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು, ಹಿಂದಿನ ಕೆಲಸಗಳು ಒಂದು ಆಯಾಮದ (1D) ಬೆಳ್ಳಿ ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು (CNTs) (9–11) ನೊಂದಿಗೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಹೈಬ್ರಿಡ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿವೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಮಿಶ್ರ ಆಯಾಮದ ಹೆಟೆರೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರಲ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ 2D ಬಲ್ಕ್ Si, 1D ನ್ಯಾನೊವೈರ್‌ಗಳು/ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು ಮತ್ತು 0D ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಡಾಟ್‌ಗಳು) (12), ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು, ಸೌರ ಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಬೆಳಕು-ಹೊರಸೂಸುವ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು (LEDs) (13 –23).
ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಭರವಸೆಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ತೋರಿಸಿದ್ದರೂ, ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಅದರ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಅದರ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ (17, 24, 25); ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ 340 N/m ನ ಇನ್-ಪ್ಲೇನ್ ಠೀವಿ ಮತ್ತು 0.5 TPa (26) ಯಂಗ್ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಬಲವಾದ ಕಾರ್ಬನ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಜಾಲವು ಅನ್ವಯಿಕ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಯಾವುದೇ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಸರಣ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ 5% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಸುಲಭವಾಗಿ ಬಿರುಕು ಬಿಡುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಪಾಲಿಡಿಮಿಥೈಲ್ಸಿಲೋಕ್ಸೇನ್ (PDMS) ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾದ CVD ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅದರ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು 6% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸ್ಟ್ರೈನ್ (8) ನಲ್ಲಿ ಮಾತ್ರ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ವಿವಿಧ ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಸುಕ್ಕುಗಟ್ಟುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಬಿಗಿತವನ್ನು ಬಲವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ (26). ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಬಹು ಪದರಗಳಾಗಿ ಪೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಈ ದ್ವಿ-ಅಥವಾ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು 30% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ವರದಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಿಂತ 13 ಪಟ್ಟು ಚಿಕ್ಕದಾದ ಪ್ರತಿರೋಧ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ (27). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಹಿಗ್ಗಿಸುವಿಕೆ ಇನ್ನೂ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಸ್ಟ್ರೆಚಬಲ್ ಸಿ ಅಂಡಕ್ಟರ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದೆ (28, 29).
ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖವಾಗಿವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳು ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಸಂವೇದಕ ಓದುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಸಿಗ್ನಲ್ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ (30, 31). ಬಹುಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಮೂಲ/ಡ್ರೈನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಚಾನಲ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್‌ನೊಂದಿಗೆ PDMS ನಲ್ಲಿನ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು 5% ಸ್ಟ್ರೈನ್ (32) ವರೆಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲವು, ಇದು ಧರಿಸಬಹುದಾದ ಆರೋಗ್ಯ-ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣಾ ಸಂವೇದಕಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಚರ್ಮಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಕನಿಷ್ಠ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕಿಂತ (~50%) ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. 33, 34). ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಕಿರಿಗಾಮಿ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪರಿಶೋಧಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ದ್ರವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಿಂದ ಗೇಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು 240% (35) ವರೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ವಿಧಾನಕ್ಕೆ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಇಲ್ಲಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ನಡುವೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳನ್ನು (~ 1 ರಿಂದ 20 μm ಉದ್ದ, ~ 0.1 ರಿಂದ 1 μm ಅಗಲ ಮತ್ತು ~ 10 ರಿಂದ 100 nm ಎತ್ತರ) ಇಂಟರ್ಕಲೇಟಿಂಗ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ನಾವು ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತೇವೆ. ಈ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಹಾಳೆಗಳಲ್ಲಿನ ಸೇತುವೆ ಬಿರುಕುಗಳಿಗೆ ವಾಹಕ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನಾವು ಊಹಿಸುತ್ತೇವೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸುರುಳಿಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ ಅಥವಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದಿಲ್ಲ; ಆರ್ದ್ರ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅವು ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಬಹುಪದರದ G/G (ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್/ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್) ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು (MGGs) ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಟ್ರೆಚಬಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು (ಮೂಲ/ಡ್ರೈನ್ ಮತ್ತು ಗೇಟ್) ಮತ್ತು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸಿಎನ್‌ಟಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ಹೆಚ್ಚು ಪಾರದರ್ಶಕ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು, ಅದನ್ನು 120 ವರೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು. % ಸ್ಟ್ರೈನ್ (ಚಾರ್ಜ್ ಸಾಗಣೆಯ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ) ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಮೂಲ ಪ್ರಸ್ತುತ ಉತ್ಪಾದನೆಯ 60 % ಅನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಇದು ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಪಾರದರ್ಶಕ ಕಾರ್ಬನ್-ಆಧಾರಿತ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಇದು ಅಜೈವಿಕ ಎಲ್ಇಡಿ ಅನ್ನು ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ ಪಾರದರ್ಶಕ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು, ನಾವು Cu ಫಾಯಿಲ್‌ನಲ್ಲಿ CVD-ಬೆಳೆದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಆರಿಸಿದ್ದೇವೆ. Cu ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು CVD ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಟ್ಯೂಬ್‌ನ ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು G/Cu/G ರಚನೆಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ವರ್ಗಾಯಿಸಲು, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಒಂದು ಬದಿಯನ್ನು ರಕ್ಷಿಸಲು ನಾವು ಮೊದಲು ಪಾಲಿ (ಮೀಥೈಲ್ ಮೆಥಾಕ್ರಿಲೇಟ್) (PMMA) ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರವನ್ನು ಸ್ಪಿನ್-ಲೇಪಿತಗೊಳಿಸಿದ್ದೇವೆ, ಅದನ್ನು ನಾವು ಮೇಲ್ಭಾಗದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಎಂದು ಹೆಸರಿಸಿದ್ದೇವೆ (ಗ್ರಾಫೀನ್‌ನ ಇನ್ನೊಂದು ಬದಿಗೆ ಪ್ರತಿಯಾಗಿ), ಮತ್ತು ನಂತರ, Cu ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು ಎಚ್ಚಣೆ ಮಾಡಲು ಸಂಪೂರ್ಣ ಫಿಲ್ಮ್ (PMMA/ಟಾಪ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್/Cu/ಬಾಟಮ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್) ಅನ್ನು (NH4)2S2O8 ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ನೆನೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಪಿಎಂಎಂಎ ಲೇಪನವಿಲ್ಲದ ಕೆಳಭಾಗದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿ ಬಿರುಕುಗಳು ಮತ್ತು ದೋಷಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ ಅದು ಎಚಾಂಟ್ ಅನ್ನು ಭೇದಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ (36, 37). Fig. 1A ನಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ, ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರಭಾವದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ, ಬಿಡುಗಡೆಯಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳು ಸುರುಳಿಗಳಾಗಿ ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಉಳಿದ ಟಾಪ್-G/PMMA ಫಿಲ್ಮ್‌ಗೆ ಲಗತ್ತಿಸಲಾಗಿದೆ. ಟಾಪ್-ಜಿ/ಜಿ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳನ್ನು SiO2/Si, ಗಾಜು ಅಥವಾ ಮೃದುವಾದ ಪಾಲಿಮರ್‌ನಂತಹ ಯಾವುದೇ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು. ಈ ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಒಂದೇ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವುದು MGG ರಚನೆಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ.
(A) ಸ್ಟ್ರೆಚ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನಂತೆ MGG ಗಾಗಿ ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಸ್ಕೀಮ್ಯಾಟಿಕ್ ವಿವರಣೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, Cu ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಹಿಂಭಾಗದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಗಡಿಗಳು ಮತ್ತು ದೋಷಗಳಲ್ಲಿ ಮುರಿದು, ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಆಕಾರಗಳಾಗಿ ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಮೇಲಿನ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಬಿಗಿಯಾಗಿ ಜೋಡಿಸಿ, ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲಾಯಿತು. ನಾಲ್ಕನೇ ಕಾರ್ಟೂನ್ ಸ್ಟ್ಯಾಕ್ ಮಾಡಲಾದ MGG ರಚನೆಯನ್ನು ಚಿತ್ರಿಸುತ್ತದೆ. (B ಮತ್ತು C) ಏಕಪದರದ MGG ಯ ಹೈ-ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ TEM ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು, ಕ್ರಮವಾಗಿ ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (B) ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ರಾಲ್ (C) ಪ್ರದೇಶದ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತವೆ. (B) ನ ಒಳಹರಿವು TEM ಗ್ರಿಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಏಕಪದರದ MGG ಗಳ ಒಟ್ಟಾರೆ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುವ ಕಡಿಮೆ-ವರ್ಧಕ ಚಿತ್ರವಾಗಿದೆ. (C) ನ ಒಳಹರಿವುಗಳು ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಸೂಚಿಸಲಾದ ಆಯತಾಕಾರದ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲಾದ ತೀವ್ರತೆಯ ಪ್ರೊಫೈಲ್ಗಳಾಗಿವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ವಿಮಾನಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು 0.34 ಮತ್ತು 0.41 nm ಆಗಿರುತ್ತದೆ. (D ) ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಗ್ರಾಫಿಟಿಕ್ π* ಮತ್ತು σ* ಶಿಖರಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಬನ್ ಕೆ-ಎಡ್ಜ್ EEL ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. (ಇ) ಹಳದಿ ಚುಕ್ಕೆಗಳ ರೇಖೆಯ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಎತ್ತರದ ಪ್ರೊಫೈಲ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಏಕಪದರದ G/G ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳ ವಿಭಾಗೀಯ AFM ಚಿತ್ರ. (F ನಿಂದ I) ಟ್ರೈಲೇಯರ್ G ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು AFM ಚಿತ್ರಗಳು (F ಮತ್ತು H) ಇಲ್ಲದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ (G ಮತ್ತು I) ಕ್ರಮವಾಗಿ 300-nm-ದಪ್ಪ SiO2/Si ತಲಾಧಾರಗಳಲ್ಲಿ. ಅವುಗಳ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಹೈಲೈಟ್ ಮಾಡಲು ಪ್ರತಿನಿಧಿ ಸುರುಳಿಗಳು ಮತ್ತು ಸುಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.
ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಿಕೊಂಡಿವೆ ಎಂದು ಪರಿಶೀಲಿಸಲು, ನಾವು ಏಕಪದರದ ಟಾಪ್-ಜಿ/ಜಿ ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ರಚನೆಗಳ ಮೇಲೆ ಹೈ-ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (TEM) ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟ (EEL) ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಅಧ್ಯಯನಗಳನ್ನು ನಡೆಸಿದ್ದೇವೆ. ಚಿತ್ರ 1B ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಷಡ್ಭುಜೀಯ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಒಳಸೇರಿಸುವಿಕೆಯು TEM ಗ್ರಿಡ್‌ನ ಒಂದೇ ಇಂಗಾಲದ ರಂಧ್ರದಲ್ಲಿ ಆವರಿಸಿರುವ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಒಟ್ಟಾರೆ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವಾಗಿದೆ. ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಗ್ರಿಡ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗವನ್ನು ವ್ಯಾಪಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಷಡ್ಭುಜೀಯ ಉಂಗುರಗಳ ಬಹು ರಾಶಿಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಕೆಲವು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ (ಚಿತ್ರ 1B). ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಸ್ಕ್ರಾಲ್ (Fig. 1C) ಗೆ ಝೂಮ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ, 0.34 ರಿಂದ 0.41 nm ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಂಚುಗಳನ್ನು ನಾವು ಗಮನಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಈ ಅಳತೆಗಳು ಫ್ಲೇಕ್‌ಗಳನ್ನು ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪರಿಪೂರ್ಣ ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್ ಅಲ್ಲ ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ, ಇದು "ABAB" ಲೇಯರ್ ಸ್ಟ್ಯಾಕಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ 0.34 nm ನ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ಅಂತರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಚಿತ್ರ 1D ಕಾರ್ಬನ್ K-ಎಡ್ಜ್ EEL ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ 285 eV ನಲ್ಲಿ ಗರಿಷ್ಠವು π* ಕಕ್ಷೆಯಿಂದ ಹುಟ್ಟುತ್ತದೆ ಮತ್ತು 290 eV ಸುತ್ತಲಿನ ಇನ್ನೊಂದು σ* ಕಕ್ಷೆಯ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಈ ರಚನೆಯಲ್ಲಿ sp2 ಬಂಧವು ಪ್ರಾಬಲ್ಯ ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ನೋಡಬಹುದು, ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು ಹೆಚ್ಚು ಗ್ರಾಫಿಟಿಕ್ ಎಂದು ಪರಿಶೀಲಿಸುತ್ತದೆ.
ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಅಟಾಮಿಕ್ ಫೋರ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೊಸ್ಕೋಪಿ (AFM) ಚಿತ್ರಗಳು MGG ಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳ ವಿತರಣೆಯ ಒಳನೋಟವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ (Fig. 1, E ನಿಂದ G, ಮತ್ತು ಫಿಗ್ಸ್. S1 ಮತ್ತು S2). ಸುರುಳಿಗಳನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈ ಮೇಲೆ ಯಾದೃಚ್ಛಿಕವಾಗಿ ವಿತರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಇನ್-ಪ್ಲೇನ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಜೋಡಿಸಲಾದ ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಸುರುಳಿಗಳು ಗಂಟುಗಳಾಗಿ ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಂಡಿವೆ ಮತ್ತು 10 ರಿಂದ 100 nm ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಏಕರೂಪದ ಎತ್ತರವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ. ಅವು 1 ರಿಂದ 20 μm ಉದ್ದ ಮತ್ತು 0.1 ರಿಂದ 1 μm ಅಗಲವಿರುತ್ತವೆ, ಅವುಗಳ ಆರಂಭಿಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫ್ಲೇಕ್‌ಗಳ ಗಾತ್ರಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರ 1 (H ಮತ್ತು I) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಸುರುಳಿಗಳು ಸುಕ್ಕುಗಳಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ದೊಡ್ಡ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ನಡುವೆ ಹೆಚ್ಚು ಒರಟಾದ ಇಂಟರ್ಫೇಸ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಅಳೆಯಲು, ನಾವು ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ರಚನೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಥವಾ ಇಲ್ಲದೆಯೇ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ಫೋಟೊಲಿಥೋಗ್ರಫಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು 300-μm-ಅಗಲ ಮತ್ತು 2000-μm-ಉದ್ದದ ಪಟ್ಟಿಗಳಲ್ಲಿ ಲೇಯರ್ ಪೇರಿಸಿ. ಒತ್ತಡದ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಎರಡು-ತನಿಖೆ ಪ್ರತಿರೋಧಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯು ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು 80% ರಷ್ಟು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣದಲ್ಲಿ ಕೇವಲ 2.2% ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ (ಅಂಜೂರ. S4). 5 × 107 A/cm2 (38, 39 ) ವರೆಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು MGG ಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಧನಾತ್ಮಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಕೊಡುಗೆಯನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಎಂದು ಇದು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಮೊನೊ-, ದ್ವಿ-, ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಪ್ಲೇನ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು MGG ಗಳಲ್ಲಿ, ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಸುಮಾರು 90% ರಷ್ಟು ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯೊಂದಿಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ವರದಿ ಮಾಡಲಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಇತರ ಮೂಲಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಸಲು, ನಾವು ನಾಲ್ಕು-ಪ್ರೋಬ್ ಶೀಟ್ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು (ಅಂಜೂರ. S5) ಅಳೆಯುತ್ತೇವೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು 550 nm (ಅಂಜೂರ. S6) ನಲ್ಲಿ Fig. 2A ನಲ್ಲಿ ಟ್ರಾನ್ಸ್ಮಿಟೆನ್ಸ್ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ ಪಟ್ಟಿ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ. MGG ಕೃತಕವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಮಲ್ಟಿಲಾ ಯರ್ ಪ್ಲೇನ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ (RGO) (6, 8, 18) ಗಿಂತ ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆ ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಹಿತ್ಯದಿಂದ ಕೃತಕವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಮಲ್ಟಿಲೇಯರ್ ಪ್ಲೇನ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಹಾಳೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧವು ನಮ್ಮ MGG ಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಬಹುಶಃ ಅವುಗಳ ಉತ್ತಮವಲ್ಲದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳು ಮತ್ತು ವರ್ಗಾವಣೆ ವಿಧಾನದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ.
(A) ಹಲವಾರು ವಿಧದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಳಿಗೆ 550 nm ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ನಾಲ್ಕು-ಪ್ರೋಬ್ ಶೀಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧಗಳು, ಅಲ್ಲಿ ಕಪ್ಪು ಚೌಕಗಳು ಮೊನೊ-, ದ್ವಿ- ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ; ಕೆಂಪು ವಲಯಗಳು ಮತ್ತು ನೀಲಿ ತ್ರಿಕೋನಗಳು ಲಿ ಮತ್ತು ಇತರರ ಅಧ್ಯಯನಗಳಿಂದ Cu ಮತ್ತು Ni ನಲ್ಲಿ ಬೆಳೆದ ಬಹುಪದರದ ಸರಳ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿವೆ. (6) ಮತ್ತು ಕಿಮ್ ಮತ್ತು ಇತರರು. (8), ಕ್ರಮವಾಗಿ, ಮತ್ತು ತರುವಾಯ SiO2/Si ಅಥವಾ ಸ್ಫಟಿಕ ಶಿಲೆಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ; ಮತ್ತು ಹಸಿರು ತ್ರಿಕೋನಗಳು ಬೊನಾಕೊರ್ಸೊ ಮತ್ತು ಇತರರ ಅಧ್ಯಯನದಿಂದ ವಿವಿಧ ಕಡಿಮೆಗೊಳಿಸುವ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ RGO ಗಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಗಳಾಗಿವೆ. (18) (B ಮತ್ತು C) ಮೊನೊ-, ದ್ವಿ- ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGGs ಮತ್ತು G ಯ ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರತಿರೋಧ ಬದಲಾವಣೆಯು ಪ್ರಸ್ತುತ ಹರಿವಿನ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾದ (B) ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರ (C) ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನ ಕ್ರಿಯೆಯಂತೆ. (D) 50% ಲಂಬವಾದ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ವರೆಗೆ ಆವರ್ತಕ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಲೋಡ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಬೈಲೇಯರ್ G (ಕೆಂಪು) ಮತ್ತು MGG (ಕಪ್ಪು) ನ ಸಾಮಾನ್ಯೀಕರಿಸಿದ ಪ್ರತಿರೋಧ ಬದಲಾವಣೆ. (E) 90% ಸಮಾನಾಂತರ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ವರೆಗೆ ಲೋಡ್ ಆಗುವ ಆವರ್ತಕ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ G (ಕೆಂಪು) ಮತ್ತು MGG (ಕಪ್ಪು) ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರತಿರೋಧ ಬದಲಾವಣೆ. (ಎಫ್) ಮೊನೊ-, ದ್ವಿ- ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ G ಮತ್ತು ದ್ವಿ- ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಧಾರಣ ಬದಲಾವಣೆಯು ಒತ್ತಡದ ಕಾರ್ಯವಾಗಿ. ಇನ್ಸೆಟ್ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ರಚನೆಯಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್ ತಲಾಧಾರವು SEBS ಮತ್ತು ಪಾಲಿಮರ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಪದರವು 2-μm-ದಪ್ಪ SEBS ಆಗಿದೆ.
MGG ಯ ಸ್ಟ್ರೈನ್-ಅವಲಂಬಿತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು, ನಾವು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಥರ್ಮೋಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್ ಸ್ಟೈರೀನ್-ಎಥಿಲೀನ್-ಬ್ಯುಟಾಡೀನ್-ಸ್ಟೈರೀನ್ (SEBS) ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ (~2 cm ಅಗಲ ಮತ್ತು ~5 cm ಉದ್ದ) ವರ್ಗಾಯಿಸಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದಂತೆ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. (ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಮತ್ತು ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ನೋಡಿ) ಪ್ರಸ್ತುತ ಹರಿವಿನ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ (ಚಿತ್ರ 2, ಬಿ ಮತ್ತು ಸಿ). ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳ ಸಂಯೋಜನೆ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚುವುದರೊಂದಿಗೆ ಸ್ಟ್ರೈನ್-ಅವಲಂಬಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ನಡವಳಿಕೆಯು ಸುಧಾರಿಸಿತು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಪ್ರಸ್ತುತ ಹರಿವಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುವಾಗ, ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಾಗಿ, ಸುರುಳಿಗಳ ಸೇರ್ಪಡೆಯು ವಿದ್ಯುತ್ ಒಡೆಯುವಿಕೆಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು 5 ರಿಂದ 70% ಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿತು. ಮೊನೊಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಟಾಲರೆನ್ಸ್ ಕೂಡ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ, 100% ಲಂಬವಾದ ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ, ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳಿಲ್ಲದ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ 300% ಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ರಚನೆಯ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಕೇವಲ 50% ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಸೈಕ್ಲಿಕ್ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಲೋಡ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಹೋಲಿಕೆಗಾಗಿ (Fig. 2D), ಸರಳ ದ್ವಿಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಪ್ರತಿರೋಧಗಳು ~700 ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ 50% ಲಂಬವಾದ ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 7.5 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಯಿತು ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ದ್ವಿಪದರದ MGG ಯ ಪ್ರತಿರೋಧವು ~ 700 ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ಸುಮಾರು 2.5 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ. ಸಮಾನಾಂತರ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ 90% ಸ್ಟ್ರೈನ್ ವರೆಗೆ ಅನ್ವಯಿಸುವುದರಿಂದ, ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಪ್ರತಿರೋಧವು 1000 ಚಕ್ರಗಳ ನಂತರ ~ 100 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಇದು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG (Fig. 2E) ನಲ್ಲಿ ~ 8 ಬಾರಿ ಮಾತ್ರ. ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. S7. ಸಮಾನಾಂತರ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ದಿಕ್ಕಿನ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಪ್ರತಿರೋಧದಲ್ಲಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ವೇಗವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುವುದು ಏಕೆಂದರೆ ಬಿರುಕುಗಳ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಹರಿವಿನ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಲೋಡ್ ಮತ್ತು ಇಳಿಸುವಿಕೆಯ ಒತ್ತಡದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧದ ವಿಚಲನವು SEBS ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್ ತಲಾಧಾರದ ವಿಸ್ಕೋಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಚೇತರಿಕೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸೈಕ್ಲಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ MGG ಸ್ಟ್ರಿಪ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚು ಸ್ಥಿರವಾದ ಪ್ರತಿರೋಧವು ದೊಡ್ಡ ಸುರುಳಿಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಬಿರುಕುಗೊಂಡ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಸೇತುವೆ ಮಾಡಬಹುದು (AFM ನಿಂದ ಒಬ್ಸೆಡ್ ಮಾಡಿದಂತೆ), ಪರ್ಕೊಲೇಟಿಂಗ್ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್ ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಬಿರುಕುಗೊಂಡ ಲೋಹ ಅಥವಾ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳಿಗೆ ಪರ್ಕೋಲೇಟಿಂಗ್ ಮಾರ್ಗದಿಂದ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಈ ವಿದ್ಯಮಾನವು ಮೊದಲು ವರದಿಯಾಗಿದೆ (40, 41).
ಈ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್-ಆಧಾರಿತ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಗೇಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು, ನಾವು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರವನ್ನು SEBS ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೇಯರ್ (2 μm ದಪ್ಪ) ನೊಂದಿಗೆ ಮುಚ್ಚಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ (Fig. 2F ಮತ್ತು ಪೂರಕ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳನ್ನು ನೋಡಿ ವಿವರಗಳು). ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ವಿಮಾನದಲ್ಲಿನ ವಾಹಕತೆಯ ನಷ್ಟದಿಂದಾಗಿ ಸರಳ ಏಕಪದರ ಮತ್ತು ದ್ವಿಪದರ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೊಂದಿಗಿನ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ಗಮನಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, MGG ಗಳು ಮತ್ತು ಸಾದಾ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಿಂದ ಗೇಟ್ ಮಾಡಲಾದ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್‌ಗಳು ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಧಾರಣಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ, ಇದು ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ದಪ್ಪದಲ್ಲಿನ ಕಡಿತದ ಕಾರಣದಿಂದ ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ನಿರೀಕ್ಷಿತ ಹೆಚ್ಚಳವು MGG ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ (ಅಂಜೂರ. S8). ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಿಗೆ ಗೇಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿ MGG ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಎಂದು ಇದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.
ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯ ಒತ್ತಡದ ಸಹಿಷ್ಣುತೆಯ ಮೇಲೆ 1D ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ನ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ತನಿಖೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು, ನಾವು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಸ್ಪ್ರೇ-ಲೇಪಿತ CNT ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ (ಪೂರಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನೋಡಿ). MGG ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅನುಕರಿಸಲು, ನಾವು CNTಗಳ ಮೂರು ಸಾಂದ್ರತೆಗಳನ್ನು (ಅಂದರೆ CNT1) ಠೇವಣಿ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ
(A ನಿಂದ C) CNTಗಳ ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳ AFM ಚಿತ್ರಗಳು (CNT1
ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗಾಗಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳಂತೆ ಅವುಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ನಾವು ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ MGG ಮತ್ತು G-CNT-G ಯ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ವ್ಯವಸ್ಥಿತವಾಗಿ ತನಿಖೆ ಮಾಡಿದ್ದೇವೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ (SEM) ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಗುಣಲಕ್ಷಣ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ಇವೆರಡೂ ಬಣ್ಣ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪಾಲಿಮರ್ ತಲಾಧಾರಗಳಲ್ಲಿ (ಅಂಜೂರದ S9 ಮತ್ತು S10) ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ SEM ಚಿತ್ರ ಕಲಾಕೃತಿಗಳಿಗೆ ಒಳಪಟ್ಟಿರುತ್ತದೆ. ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ ವೀಕ್ಷಿಸಲು, ನಾವು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಗಳು ಮತ್ತು ಸರಳ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ AFM ಮಾಪನಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಿದ್ದೇವೆ, ನಂತರ ಅತ್ಯಂತ ತೆಳುವಾದ (~0.1 mm ದಪ್ಪ) ಮತ್ತು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ SEBS ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಿದ್ದೇವೆ. CVD ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಆಂತರಿಕ ದೋಷಗಳು ಮತ್ತು ವರ್ಗಾವಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಾಹ್ಯ ಹಾನಿಯಿಂದಾಗಿ, ಒತ್ತಡದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಿರುಕುಗಳು ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ಒತ್ತಡದೊಂದಿಗೆ, ಬಿರುಕುಗಳು ದಟ್ಟವಾದವು (Fig. 4, A ನಿಂದ D). ಕಾರ್ಬನ್-ಆಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಪೇರಿಸುವಿಕೆಯ ರಚನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಬಿರುಕುಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತವೆ (ಅಂಜೂರ. S11) (27). ಬಹುಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಬಿರುಕು ಪ್ರದೇಶದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು (ಬಿರುಕು ಪ್ರದೇಶ/ವಿಶ್ಲೇಷಿತ ಪ್ರದೇಶ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ) ಸ್ಟ್ರೈನ್ ನಂತರದ ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುತ್ತದೆ, ಇದು MGG ಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯ ಹೆಚ್ಚಳಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಬಿರುಕುಗಳನ್ನು ಸೇತುವೆ ಮಾಡಲು ಸುರುಳಿಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಗಮನಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಟ್ರೈನ್ಡ್ ಫಿಲ್ಮ್ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವಾಹಕ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Fig. 4B ಯ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಿದಂತೆ, ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಯಲ್ಲಿನ ಬಿರುಕಿನ ಮೇಲೆ ಅಗಲವಾದ ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ದಾಟಿದೆ, ಆದರೆ ಸರಳ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ಅನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ (ಚಿತ್ರ 4, E ನಿಂದ H). ಅಂತೆಯೇ, CNT ಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಬಿರುಕುಗಳನ್ನು ಸಹ ನಿವಾರಿಸುತ್ತದೆ (Fig. S11). ಬಿರುಕು ಪ್ರದೇಶದ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ಪ್ರದೇಶದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳ ಒರಟುತನವನ್ನು ಚಿತ್ರ 4K ನಲ್ಲಿ ಸಂಕ್ಷೇಪಿಸಲಾಗಿದೆ.
(A ನಿಂದ H) 0, 20, 60, ಮತ್ತು 100 ರಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ತೆಳುವಾದ SEBS (~0.1 mm ದಪ್ಪ) ಎಲಾಸ್ಟೋಮರ್‌ನಲ್ಲಿ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ G/G ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು (A ನಿಂದ D) ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ G ರಚನೆಗಳ (E ನಿಂದ H) AFM ಚಿತ್ರಗಳಲ್ಲಿ % ಸ್ಟ್ರೈನ್. ಪ್ರತಿನಿಧಿ ಬಿರುಕುಗಳು ಮತ್ತು ಸುರುಳಿಗಳನ್ನು ಬಾಣಗಳಿಂದ ಸೂಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ AFM ಚಿತ್ರಗಳು 15 μm × 15 μm ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿವೆ, ಲೇಬಲ್ ಮಾಡಿದ ಅದೇ ಬಣ್ಣದ ಸ್ಕೇಲ್ ಬಾರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. (I) SEBS ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಮಾದರಿಯ ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಜ್ಯಾಮಿತಿ. (J) ಮೊನೊಲೇಯರ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರಧಾನ ಲಾಗರಿಥಮಿಕ್ ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಬಾಹ್ಯರೇಖೆ ನಕ್ಷೆ ಮತ್ತು 20% ಬಾಹ್ಯ ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ SEBS ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್. (ಕೆ) ವಿವಿಧ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ರಚನೆಗಳಿಗಾಗಿ ಬಿರುಕು ಪ್ರದೇಶದ ಸಾಂದ್ರತೆ (ಕೆಂಪು ಕಾಲಮ್), ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ಏರಿಯಾ ಸಾಂದ್ರತೆ (ಹಳದಿ ಕಾಲಮ್) ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನ (ನೀಲಿ ಕಾಲಮ್) ಹೋಲಿಕೆ.
MGG ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಿದಾಗ, ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಬಿರುಕುಗೊಂಡ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಸೇತುವೆ ಮಾಡಬಹುದು, ಪೆರ್ಕೊಲೇಟಿಂಗ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಪ್ರಮುಖ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು ಭರವಸೆ ನೀಡುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳು ಹತ್ತಾರು ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್‌ಗಳಷ್ಟು ಉದ್ದವಿರಬಹುದು ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್ ಸ್ಕೇಲ್‌ನವರೆಗಿನ ಬಿರುಕುಗಳನ್ನು ಸೇತುವೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಸುರುಳಿಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಬಹುಪದರಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವುದರಿಂದ, ಅವು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ದಟ್ಟವಾದ (ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಸರಣ) CNT ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳು ಹೋಲಿಸಬಹುದಾದ ವಾಹಕ ಸೇತುವೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ CNTಗಳು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೆಲವು ಮೈಕ್ರೋಮೀಟರ್‌ಗಳು ಉದ್ದ) ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವಾಹಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ. S12, ಆದರೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಅನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸಲು ಹಿಗ್ಗಿಸುವಾಗ ಬಿರುಕು ಬಿಡುತ್ತದೆ, ಸುರುಳಿಗಳು ಬಿರುಕುಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ, ಎರಡನೆಯದು ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮೇಲೆ ಜಾರುತ್ತಿರಬಹುದು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಅನೇಕ ಪದರಗಳಿಂದ (~1 ರಿಂದ 2 0 μm ಉದ್ದ, ~0.1 ರಿಂದ 1 μm ಅಗಲ ಮತ್ತು ~10 ರಿಂದ 100 nm ಎತ್ತರ) ರಚಿತವಾದ ಸುತ್ತಿಕೊಂಡ ರಚನೆಯಿಂದಾಗಿ ಅವು ಬಿರುಕು ಬಿಡದಿರುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯಿದೆ. ಏಕ-ಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್. ಗ್ರೀನ್ ಮತ್ತು ಹರ್ಸಾಮ್ (42) ವರದಿ ಮಾಡಿದಂತೆ, ಲೋಹೀಯ CNT ಜಾಲಗಳು (1.0 nm ನ ಟ್ಯೂಬ್ ವ್ಯಾಸ) CNTಗಳ ನಡುವಿನ ದೊಡ್ಡ ಜಂಕ್ಷನ್ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಹೊರತಾಗಿಯೂ ಕಡಿಮೆ ಶೀಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು <100 ohms/sq ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ನಮ್ಮ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು 0.1 ರಿಂದ 1 μm ಅಗಲವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಮತ್ತು G/G ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳು CNT ಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ದೊಡ್ಡ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಿದರೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರದೇಶವು ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಅಂಶಗಳನ್ನು ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸಬಾರದು.
ಗ್ರಾಫೀನ್ SEBS ತಲಾಧಾರಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಾಡ್ಯುಲಸ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ನ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ದಪ್ಪವು ತಲಾಧಾರಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೂ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಠೀವಿ ಅದರ ದಪ್ಪದ ದಪ್ಪವನ್ನು ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು (43, 44), ಇದು ಮಧ್ಯಮ ಕಠಿಣ-ದ್ವೀಪದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ನಾವು SEBS ತಲಾಧಾರದಲ್ಲಿ 1-nm-ದಪ್ಪದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ವಿರೂಪತೆಯನ್ನು ಅನುಕರಿಸಿದ್ದೇವೆ (ವಿವರಗಳಿಗಾಗಿ ಪೂರಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ನೋಡಿ). ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಪ್ರಕಾರ, 20% ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಅನ್ನು SEBS ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಬಾಹ್ಯವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಸರಾಸರಿ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ~ 6.6% (Fig. 4J ಮತ್ತು fig. S13D), ಇದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅವಲೋಕನಗಳೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಅಂಜೂರ. S13 ನೋಡಿ) . ನಾವು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಮಾದರಿಯ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮತ್ತು ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದ್ದೇವೆ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡವು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಕನಿಷ್ಠ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಎಂದು ಕಂಡುಬಂದಿದೆ. ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಮಾದರಿಗಳ ಮೇಲೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಅನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸಬಹುದೆಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು SEBS (26, 43, 44) ಮೇಲೆ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ದ್ವೀಪಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.
ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು MGG ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಂದ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಬಹುದು: (i) ವಾಹಕದ ಪರ್ಕೋಲೇಷನ್ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಸುರುಳಿಗಳು ಸಂಪರ್ಕ ಕಡಿತಗೊಂಡ ಪ್ರದೇಶಗಳನ್ನು ಸೇತುವೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು (ii) ಬಹುಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಹಾಳೆಗಳು/ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್ ಜಾರಬಹುದು. ಪರಸ್ಪರರ ಮೇಲೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ನಲ್ಲಿ ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನ ಬಹು ಪದರಗಳಿಗೆ, ಪದರಗಳು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಬಲವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಜಾರಬಹುದು (27). ಸುರುಳಿಗಳು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ಒರಟುತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿವೆ, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ಪ್ರತ್ಯೇಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ಸ್ಲೈಡಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ.
ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಥ್ರೋಪುಟ್‌ನ ಕಾರಣದಿಂದ ಎಲ್ಲಾ ಇಂಗಾಲದ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಉತ್ಸಾಹದಿಂದ ಅನುಸರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಮ್ಮ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಎಲ್ಲಾ ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಕೆಳಭಾಗದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಗೇಟ್, ಉನ್ನತ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮೂಲ/ಡ್ರೈನ್ ಸಂಪರ್ಕ, ವಿಂಗಡಿಸಲಾದ CNT ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು SEBS ಅನ್ನು ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಆಗಿ (Fig. 5A) ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. Fig. 5B ಯಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, CNT ಗಳನ್ನು ಮೂಲ/ಡ್ರೈನ್ ಮತ್ತು ಗೇಟ್ (ಕೆಳಗಿನ ಸಾಧನ) ಹೊಂದಿರುವ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಸಾಧನವು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗಿನ ಸಾಧನಕ್ಕಿಂತ (ಮೇಲಿನ ಸಾಧನ) ಹೆಚ್ಚು ಅಪಾರದರ್ಶಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಏಕೆಂದರೆ CNT ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳಿಗೆ ದೊಡ್ಡ ದಪ್ಪಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಂತೆಯೇ ಶೀಟ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಕಡಿಮೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟೆನ್ಸ್‌ಗಳು (ಅಂಜೂರ. S4). ಚಿತ್ರ 5 (C ಮತ್ತು D) ಬಿಲೇಯರ್ MGG ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಾಡಿದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗೆ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಮೊದಲು ಪ್ರಾತಿನಿಧಿಕ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕರ್ವ್‌ಗಳನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಟ್ರೈನ್ಡ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಚಾನಲ್ ಅಗಲ ಮತ್ತು ಉದ್ದವು ಕ್ರಮವಾಗಿ 800 ಮತ್ತು 100 μm ಆಗಿತ್ತು. ಕ್ರಮವಾಗಿ 10−5 ಮತ್ತು 10−8 A ಮಟ್ಟಗಳಲ್ಲಿ ಆನ್ ಮತ್ತು ಆಫ್ ಪ್ರವಾಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಆನ್/ಆಫ್ ಅನುಪಾತವು 103 ಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕರ್ವ್ ಸ್ಪಷ್ಟ ಗೇಟ್-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅವಲಂಬನೆಯೊಂದಿಗೆ ಆದರ್ಶ ರೇಖೀಯ ಮತ್ತು ಸಾ ಟ್ಯೂರೇಶನ್ ಆಡಳಿತಗಳನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು CNTಗಳು ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವಿನ ಆದರ್ಶ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ (45). ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳೊಂದಿಗಿನ ಸಂಪರ್ಕ ಪ್ರತಿರೋಧವು ಆವಿಯಾದ Au ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿರುವುದನ್ನು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ (ಅಂಜೂರ. S14 ನೋಡಿ). ಸ್ಟ್ರೆಚ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಶುದ್ಧತ್ವ ಚಲನಶೀಲತೆಯು ಸುಮಾರು 5.6 cm2/Vs ಆಗಿದ್ದು, 300-nm SiO2 ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೇಯರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ರಿಜಿಡ್ Si ತಲಾಧಾರಗಳಲ್ಲಿ ಅದೇ ಪಾಲಿಮರ್-ವಿಂಗಡಿಸಿದ CNT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಚಲನಶೀಲತೆಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸುಧಾರಣೆಯು ಆಪ್ಟಿಮೈಸ್ಡ್ ಟ್ಯೂಬ್ ಡೆನ್ಸಿಟಿ ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಧದ ಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಾಧ್ಯ (46).
(A) ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್-ಆಧಾರಿತ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಯೋಜನೆ. SWNTಗಳು, ಒಂದೇ ಗೋಡೆಯ ಇಂಗಾಲದ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್‌ಗಳು. (B) ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳು (ಮೇಲ್ಭಾಗ) ಮತ್ತು CNT ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಂದ (ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ) ಮಾಡಲಾದ ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಫೋಟೋ. ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿದೆ. (C ಮತ್ತು D) ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಮೊದಲು SEBS ನಲ್ಲಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್-ಆಧಾರಿತ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮತ್ತು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕರ್ವ್‌ಗಳು. (ಇ ಮತ್ತು ಎಫ್) ವರ್ಗಾವಣೆ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳು, ಆನ್ ಮತ್ತು ಆಫ್ ಕರೆಂಟ್, ಆನ್/ಆಫ್ ಅನುಪಾತ ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ತಳಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ರಾಫೀನ್ ಆಧಾರಿತ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಚಲನಶೀಲತೆ.
ಪಾರದರ್ಶಕ, ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಸಾಧನವನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಪೋರ್ಟ್ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವಿಸ್ತರಿಸಿದಾಗ, ಕನಿಷ್ಠ ಅವನತಿಯನ್ನು 120% ಸ್ಟ್ರೈನ್ ವರೆಗೆ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ಟ್ರೆಚಿಂಗ್ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಚಲನಶೀಲತೆಯು 0% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ 5.6 cm2/Vs ನಿಂದ 120% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ 2.5 cm2/ Vs ಗೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಯಿತು (Fig. 5F). ನಾವು ವಿಭಿನ್ನ ಚಾನಲ್ ಉದ್ದಗಳಿಗೆ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದ್ದೇವೆ (ಟೇಬಲ್ S1 ನೋಡಿ). ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ, 105% ನಷ್ಟು ದೊಡ್ಡ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ, ಈ ಎಲ್ಲಾ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಿನ ಆನ್/ಆಫ್ ಅನುಪಾತವನ್ನು (>103) ಮತ್ತು ಮೊಬಿಲಿಟಿ (>3 cm2/Vs) ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಎಲ್ಲಾ ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಇತ್ತೀಚಿನ ಕೆಲಸವನ್ನು ನಾವು ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತಗೊಳಿಸಿದ್ದೇವೆ (ಟೇಬಲ್ S2 ನೋಡಿ) (47-52). ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಧನದ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು MGG ಗಳನ್ನು ಸಂಪರ್ಕಗಳಾಗಿ ಬಳಸುವುದರ ಮೂಲಕ, ನಮ್ಮ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಚಲನಶೀಲತೆ ಮತ್ತು ಹಿಸ್ಟರೆಸಿಸ್ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದವುಗಳಾಗಿವೆ.
ಸಂಪೂರ್ಣ ಪಾರದರ್ಶಕ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ನಂತೆ, ಎಲ್‌ಇಡಿ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ ಅನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ನಾವು ಅದನ್ನು ಬಳಸಿದ್ದೇವೆ (Fig. 6A). Fig. 6B ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ, ಹಸಿರು ಎಲ್ಇಡಿಯನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಲಾಗಿರುವ ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಎಲ್ಲಾ ಕಾರ್ಬನ್ ಸಾಧನದ ಮೂಲಕ ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಕಾಣಬಹುದು. ~ 100% (Fig. 6, C ಮತ್ತು D) ಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುವಾಗ, ಎಲ್ಇಡಿ ಬೆಳಕಿನ ತೀವ್ರತೆಯು ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಇದು ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಚಿತ್ರ S1 ನೋಡಿ). ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ನಿಯಂತ್ರಣ ಘಟಕಗಳ ಮೊದಲ ವರದಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಟ್ರೆಚಬಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗೆ ಹೊಸ ಸಾಧ್ಯತೆಯನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸುತ್ತದೆ.
(A) ಎಲ್ಇಡಿ ಚಾಲನೆ ಮಾಡಲು ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್. GND, ಮೈದಾನ. (B) 0% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಫೋಟೋವನ್ನು ಹಸಿರು LED ಮೇಲೆ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. (C) ಎಲ್ಇಡಿಯನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುವ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಪಾರದರ್ಶಕ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಎಲ್ಇಡಿ ಮೇಲೆ 0% (ಎಡ) ಮತ್ತು ~100% ಸ್ಟ್ರೈನ್ (ಬಲ) ನಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಲಾಗುತ್ತಿದೆ. ವೈಟ್ ಬಾಣಗಳು ದೂರದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುವುದನ್ನು ತೋರಿಸಲು ಸಾಧನದಲ್ಲಿನ ಹಳದಿ ಗುರುತುಗಳಂತೆ ಸೂಚಿಸುತ್ತವೆ. (D) ಎಲ್ಇಡಿ ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ಗೆ ತಳ್ಳಲ್ಪಟ್ಟಿರುವ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಸೈಡ್ ವ್ಯೂ.
ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ, ನಾವು ಪಾರದರ್ಶಕ ವಾಹಕ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದೇವೆ, ಅದು ದೊಡ್ಡ ತಳಿಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಾಗಿ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕ್ರೋಲ್‌ಗಳಿಂದ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪದರಗಳ ನಡುವೆ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ನಲ್ಲಿನ ಈ ದ್ವಿ-ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ರಚನೆಗಳು ಕ್ರಮವಾಗಿ 21 ಮತ್ತು 65% ರಷ್ಟು ಅವುಗಳ 0% ಸ್ಟ್ರೈನ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು 100% ನಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಬಹುದು, ವಿಶಿಷ್ಟವಾದ ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಗೆ 5% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ವಾಹಕತೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ. . ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವಾಹಕ ಮಾರ್ಗಗಳು ಮತ್ತು ವರ್ಗಾವಣೆಗೊಂಡ ಪದರಗಳ ನಡುವಿನ ದುರ್ಬಲ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯು ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಉತ್ತಮ ವಾಹಕತೆಯ ಸ್ಥಿರತೆಗೆ ಕೊಡುಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಕಾರ್ಬನ್ ಸ್ಟ್ರೆಚಬಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ನಾವು ಈ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ರಚನೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಅನ್ವಯಿಸಿದ್ದೇವೆ. ಇಲ್ಲಿಯವರೆಗೆ, ಇದು ಬಕ್ಲಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಬಳಸದೆಯೇ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್-ಆಧಾರಿತ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಆಗಿದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಅಧ್ಯಯನವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ಗಾಗಿ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ನಡೆಸಲಾಗಿದ್ದರೂ, ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ 2D ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಇತರ 2D ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದು ಎಂದು ನಾವು ನಂಬುತ್ತೇವೆ.
ದೊಡ್ಡ-ಪ್ರದೇಶದ CVD ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಅನ್ನು 50-SCCM (ನಿಮಿಷಕ್ಕೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಘನ ಸೆಂಟಿಮೀಟರ್) CH4 ಮತ್ತು 20-SCCM H2 ಜೊತೆಗೆ 0.5 mtorr ನ ಸ್ಥಿರ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ 1000 ° C ನಲ್ಲಿ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳಾಗಿ ಅಮಾನತುಗೊಳಿಸಿದ Cu ಫಾಯಿಲ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (99.999%; ಆಲ್ಫಾ ಈಸರ್) ಬೆಳೆಸಲಾಯಿತು. Cu ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳನ್ನು ಏಕಪದರದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಿಂದ ಮುಚ್ಚಲಾಗಿದೆ. PMMA ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರ (2000 rpm; A4, ಮೈಕ್ರೋಕೆಮ್) Cu ಫಾಯಿಲ್‌ನ ಒಂದು ಬದಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಪಿನ್-ಲೇಪಿತವಾಗಿದ್ದು, PMMA/G/Cu ಫಾಯಿಲ್/G ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ತರುವಾಯ, ಇಡೀ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು 0.1 M ಅಮೋನಿಯಂ ಪರ್ಸಲ್ಫೇಟ್ [(NH4)2S2O8] ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 2 ಗಂಟೆಗಳ ಕಾಲ Cu ಫಾಯಿಲ್ ಅನ್ನು ಎಚ್ಚಣೆ ಮಾಡಲು ನೆನೆಸಲಾಯಿತು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಅಸುರಕ್ಷಿತ ಹಿಂಬದಿಯ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಮೊದಲು ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳಲ್ಲಿ ಹರಿದು ನಂತರ ಮೇಲ್ಮೈ ಒತ್ತಡದಿಂದಾಗಿ ಸುರುಳಿಗಳಾಗಿ ಸುತ್ತಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳನ್ನು PMMA-ಬೆಂಬಲಿತ ಮೇಲಿನ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗೆ ಲಗತ್ತಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು PMMA/G/G ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ನಂತರ ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು ಹಲವಾರು ಬಾರಿ ಡಿಯೋನೈಸ್ಡ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ತೊಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ SiO2/Si ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ತಲಾಧಾರದಂತಹ ಗುರಿಯ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಇಡಲಾಯಿತು. ಲಗತ್ತಿಸಲಾದ ಫಿಲ್ಮ್ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಒಣಗಿದ ತಕ್ಷಣ, ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅಸಿಟೋನ್, 1:1 ಅಸಿಟೋನ್/ಐಪಿಎ (ಐಸೋಪ್ರೊಪಿಲ್ ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್), ಮತ್ತು ಐಪಿಎ ಪ್ರತಿ 30 ಸೆಕೆಂಡಿನಲ್ಲಿ ಪಿಎಂಎಂಎ ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ ನೆನೆಸಿದಂತೆ. ಫಿಲ್ಮ್‌ಗಳನ್ನು 15 ನಿಮಿಷಗಳ ಕಾಲ 100 ° C ನಲ್ಲಿ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ G/G ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ನ ಮತ್ತೊಂದು ಪದರವನ್ನು ಅದರ ಮೇಲೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುವ ಮೊದಲು ಸಿಕ್ಕಿಬಿದ್ದ ನೀರನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ರಾತ್ರಿಯಿಡೀ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವು ತಲಾಧಾರದಿಂದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫಿಲ್ಮ್‌ನ ಬೇರ್ಪಡುವಿಕೆಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಮತ್ತು PMMA ವಾಹಕ ಪದರದ ಬಿಡುಗಡೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ MGG ಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸಿಕೊಳ್ಳುವುದು.
MGG ರಚನೆಯ ರೂಪವಿಜ್ಞಾನವನ್ನು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (ಲೈಕಾ) ಮತ್ತು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪ್ (1 kV; FEI) ಬಳಸಿ ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. G ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳ ವಿವರಗಳನ್ನು ವೀಕ್ಷಿಸಲು ಟ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಪರಮಾಣು ಬಲದ ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕವನ್ನು (ನ್ಯಾನೋಸ್ಕೋಪ್ III, ಡಿಜಿಟಲ್ ಇನ್ಸ್ಟ್ರುಮೆಂಟ್) ನಿರ್ವಹಿಸಲಾಯಿತು. ಫಿಲ್ಮ್ ಪಾರದರ್ಶಕತೆಯನ್ನು ನೇರಳಾತೀತ-ಗೋಚರ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೀಟರ್ (ಎಜಿಲೆಂಟ್ ಕ್ಯಾರಿ 6000i) ಮೂಲಕ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಯಿತು. ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಪ್ರಸ್ತುತ ಹರಿವಿನ ಲಂಬವಾದ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿದ್ದಾಗ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಿಗೆ, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಪಟ್ಟಿಗಳಾಗಿ (~300 μm ಅಗಲ ಮತ್ತು ~2000 μm ಉದ್ದ) ರೂಪಿಸಲು ಫೋಟೋಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಮತ್ತು O2 ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು ಮತ್ತು Au (50 nm) ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಉಷ್ಣವಾಗಿ ಠೇವಣಿ ಮಾಡಲಾಯಿತು. ಉದ್ದನೆಯ ಬದಿಯ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳಲ್ಲಿ ನೆರಳು ಮುಖವಾಡಗಳು. ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಪಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ನಂತರ SEBS ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್ (~2 cm ಅಗಲ ಮತ್ತು ~5 cm ಉದ್ದ) ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಲಾಯಿತು, ಪಟ್ಟಿಗಳ ಉದ್ದದ ಅಕ್ಷವು SEBS ನ ಚಿಕ್ಕ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ನಂತರ BOE (ಬಫರ್ಡ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಎಟ್ಚ್) (HF:H2O) 1:6) ಎಚ್ಚಣೆ ಮತ್ತು ಯುಟೆಕ್ಟಿಕ್ ಗ್ಯಾಲಿಯಂ ಇಂಡಿಯಮ್ (EGaIn) ವಿದ್ಯುತ್ ಸಂಪರ್ಕಗಳಾಗಿ. ಸಮಾನಾಂತರ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಪರೀಕ್ಷೆಗಳಿಗಾಗಿ, ಮಾದರಿಯಿಲ್ಲದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ರಚನೆಗಳು (~5 × 10 ಮಿಮೀ) ಅನ್ನು SEBS ತಲಾಧಾರಗಳಿಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಯಿತು, ಉದ್ದವಾದ ಅಕ್ಷಗಳು SEBS ತಲಾಧಾರದ ಉದ್ದನೆಯ ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಎರಡೂ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಸಂಪೂರ್ಣ G (G ಸ್ಕ್ರಾಲ್‌ಗಳಿಲ್ಲದೆ)/SEBS ಅನ್ನು ಹಸ್ತಚಾಲಿತ ಉಪಕರಣದಲ್ಲಿ ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ನ ಉದ್ದನೆಯ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ವಿಸ್ತರಿಸಲಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಸಿಟುನಲ್ಲಿ, ನಾವು ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಿಶ್ಲೇಷಕ (ಕೀತ್ಲಿ 4200) ಜೊತೆಗೆ ಪ್ರೋಬ್ ಸ್ಟೇಷನ್‌ನಲ್ಲಿ ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಅವುಗಳ ಪ್ರತಿರೋಧ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅಳೆಯುತ್ತೇವೆ. -ಎಸ್ಸಿಎಸ್).
ಪಾಲಿಮರ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಮತ್ತು ತಲಾಧಾರದ ಸಾವಯವ ದ್ರಾವಕ ಹಾನಿಯನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚು ಹಿಗ್ಗಿಸಬಹುದಾದ ಮತ್ತು ಪಾರದರ್ಶಕ ಆಲ್-ಕಾರ್ಬನ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗಿದೆ. MGG ರಚನೆಗಳನ್ನು SEBS ಗೆ ಗೇಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಾಗಿ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಯಿತು. ಏಕರೂಪದ ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಪಾಲಿಮರ್ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಲೇಯರ್ (2 μm ದಪ್ಪ) ಪಡೆಯಲು, SEBS ಟೊಲ್ಯೂನ್ (80 mg/ml) ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಆಕ್ಟಾಡೆಸಿಲ್ಟ್ರಿಕ್ಲೋರೋಸಿಲೇನ್ (OTS) ಮೇಲೆ ಸ್ಪಿನ್-ಲೇಪಿಸಲಾಗಿದೆ - 1 ನಿಮಿಷಕ್ಕೆ 1000 rpm ನಲ್ಲಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ SiO2/Si ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್. ತೆಳುವಾದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ OTS ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ SEBS ತಲಾಧಾರದ ಮೇಲೆ ಸಿದ್ಧಪಡಿಸಿದ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸುಲಭವಾಗಿ ವರ್ಗಾಯಿಸಬಹುದು. ಎಲ್ಸಿಆರ್ (ಇಂಡಕ್ಟನ್ಸ್, ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್, ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್) ಮೀಟರ್ (ಎಜಿಲೆಂಟ್) ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಒತ್ತಡದ ಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು ದ್ರವ-ಲೋಹದ (ಇಗಾಇನ್; ಸಿಗ್ಮಾ-ಆಲ್ಡ್ರಿಚ್) ಉನ್ನತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು ಠೇವಣಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ನ ಇನ್ನೊಂದು ಭಾಗವು ಪಾಲಿಮರ್-ವಿಂಗಡಿಸಿದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಸಿಎನ್‌ಟಿಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದ್ದು, ಹಿಂದೆ ವರದಿ ಮಾಡಿದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆ (53). ಮಾದರಿಯ ಮೂಲ/ಡ್ರೈನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಗಳನ್ನು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಾದ SiO2/Si ತಲಾಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ತಯಾರಿಸಲಾಗಿದೆ. ತರುವಾಯ, ಎರಡು ಭಾಗಗಳಾದ ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್/ಜಿ/ಎಸ್‌ಇಬಿಎಸ್ ಮತ್ತು ಸಿಎನ್‌ಟಿಗಳು/ಮಾದರಿಯ G/SiO2/Si ಅನ್ನು ಒಂದಕ್ಕೊಂದು ಲ್ಯಾಮಿನೇಟ್ ಮಾಡಲಾಯಿತು ಮತ್ತು ಗಟ್ಟಿಯಾದ SiO2/Si ತಲಾಧಾರವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು BOE ನಲ್ಲಿ ನೆನೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಪಾರದರ್ಶಕ ಮತ್ತು ವಿಸ್ತರಿಸಬಹುದಾದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಒತ್ತಡದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪರೀಕ್ಷೆಯನ್ನು ಮೇಲೆ ತಿಳಿಸಿದ ವಿಧಾನದಂತೆ ಹಸ್ತಚಾಲಿತ ಸ್ಟ್ರೆಚಿಂಗ್ ಸೆಟಪ್‌ನಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು.
ಈ ಲೇಖನಕ್ಕೆ ಪೂರಕ ವಸ್ತು http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/3/9/e1700159/DC1 ನಲ್ಲಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ
ಅಂಜೂರ S1. ವಿವಿಧ ವರ್ಧಕಗಳಲ್ಲಿ SiO2/Si ತಲಾಧಾರಗಳಲ್ಲಿ ಏಕಪದರದ MGG ಯ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಚಿತ್ರಗಳು.
ಅಂಜೂರ S4. ಎರಡು-ಪ್ರೋಬ್ ಶೀಟ್ ರೆಸಿಸ್ಟೆನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಟೆನ್ಸ್ @550 nm ನ ಮೊನೊ-, ದ್ವಿ- ಮತ್ತು ಟ್ರೈಲೇಯರ್ ಪ್ಲೇನ್ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ (ಕಪ್ಪು ಚೌಕಗಳು), MGG (ಕೆಂಪು ವಲಯಗಳು), ಮತ್ತು CNT ಗಳು (ನೀಲಿ ತ್ರಿಕೋನ) ಹೋಲಿಕೆ.
ಅಂಜೂರ S7. ಕ್ರಮವಾಗಿ 40 ಮತ್ತು 90% ಸಮಾನಾಂತರ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ವರೆಗೆ ಲೋಡ್ ಆಗುವ ~1000 ಸೈಕ್ಲಿಕ್ ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಮೊನೊ- ಮತ್ತು ದ್ವಿಪದರ MGGs (ಕಪ್ಪು) ಮತ್ತು G (ಕೆಂಪು) ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರತಿರೋಧ ಬದಲಾವಣೆ.
ಅಂಜೂರ S10. ಸ್ಟ್ರೈನ್ ನಂತರ SEBS ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ನಲ್ಲಿ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಯ SEM ಚಿತ್ರ, ಹಲವಾರು ಬಿರುಕುಗಳ ಮೇಲೆ ಉದ್ದವಾದ ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ಕ್ರಾಸ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಅಂಜೂರ S12. 20% ಸ್ಟ್ರೈನ್‌ನಲ್ಲಿ ಅತ್ಯಂತ ತೆಳುವಾದ SEBS ಎಲಾಸ್ಟೊಮರ್‌ನಲ್ಲಿ ಟ್ರೈಲೇಯರ್ MGG ಯ AFM ಚಿತ್ರ, ಸ್ಕ್ರಾಲ್ ಒಂದು ಬಿರುಕು ಮೇಲೆ ದಾಟಿದೆ ಎಂದು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.
ಟೇಬಲ್ S1. ಸ್ಟ್ರೈನ್ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ವಿಭಿನ್ನ ಚಾನಲ್ ಉದ್ದಗಳಲ್ಲಿ ದ್ವಿಪದರದ MGG-ಒಂದೇ ಗೋಡೆಯ ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆ.
ಇದು ಕ್ರಿಯೇಟಿವ್ ಕಾಮನ್ಸ್ ಅಟ್ರಿಬ್ಯೂಷನ್-ವಾಣಿಜ್ಯೇತರ ಪರವಾನಗಿಯ ನಿಯಮಗಳ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ವಿತರಿಸಲಾದ ಮುಕ್ತ-ಪ್ರವೇಶದ ಲೇಖನವಾಗಿದೆ, ಇದು ಯಾವುದೇ ಮಾಧ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಬಳಕೆ, ವಿತರಣೆ ಮತ್ತು ಪುನರುತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, ಫಲಿತಾಂಶದ ಬಳಕೆಯು ವಾಣಿಜ್ಯ ಪ್ರಯೋಜನಕ್ಕಾಗಿ ಅಲ್ಲ ಮತ್ತು ಮೂಲ ಕೃತಿಯನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ಒದಗಿಸಿದರೆ ಉಲ್ಲೇಖಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಗಮನಿಸಿ: ನಾವು ನಿಮ್ಮ ಇಮೇಲ್ ವಿಳಾಸವನ್ನು ಮಾತ್ರ ವಿನಂತಿಸುತ್ತೇವೆ ಇದರಿಂದ ನೀವು ಪುಟವನ್ನು ಶಿಫಾರಸು ಮಾಡುತ್ತಿರುವ ವ್ಯಕ್ತಿಗೆ ನೀವು ಅದನ್ನು ನೋಡಲು ಬಯಸುತ್ತೀರಿ ಮತ್ತು ಅದು ಜಂಕ್ ಮೇಲ್ ಅಲ್ಲ ಎಂದು ತಿಳಿಯುತ್ತದೆ. ನಾವು ಯಾವುದೇ ಇಮೇಲ್ ವಿಳಾಸವನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯುವುದಿಲ್ಲ.
ಈ ಪ್ರಶ್ನೆಯು ನೀವು ಮಾನವ ಸಂದರ್ಶಕರೇ ಅಥವಾ ಇಲ್ಲವೇ ಎಂಬುದನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಸ್ಪ್ಯಾಮ್ ಸಲ್ಲಿಕೆಗಳನ್ನು ತಡೆಯಲು.
ನ್ಯಾನ್ ಲಿಯು, ಅಲೆಕ್ಸ್ ಚೋರ್ಟೋಸ್, ಟಿಂಗ್ ಲೀ, ಲಿಹುವಾ ಜಿನ್, ಟೇಹೋ ರಾಯ್ ಕಿಮ್, ವಾನ್-ಗ್ಯು ಬೇ, ಚೆಂಕ್ಸಿನ್ ಝು, ಸಿಹೋಂಗ್ ವಾಂಗ್, ರಾಫೆಲ್ ಪ್ಫಟ್ನರ್, ಕ್ಸಿಯುವಾನ್ ಚೆನ್, ರಾಬರ್ಟ್ ಸಿಂಕ್ಲೇರ್, ಝೆನಾನ್ ಬಾವೊ ಅವರಿಂದ
ನ್ಯಾನ್ ಲಿಯು, ಅಲೆಕ್ಸ್ ಚೋರ್ಟೋಸ್, ಟಿಂಗ್ ಲೀ, ಲಿಹುವಾ ಜಿನ್, ಟೇಹೋ ರಾಯ್ ಕಿಮ್, ವಾನ್-ಗ್ಯು ಬೇ, ಚೆಂಕ್ಸಿನ್ ಝು, ಸಿಹೋಂಗ್ ವಾಂಗ್, ರಾಫೆಲ್ ಪ್ಫಟ್ನರ್, ಕ್ಸಿಯುವಾನ್ ಚೆನ್, ರಾಬರ್ಟ್ ಸಿಂಕ್ಲೇರ್, ಝೆನಾನ್ ಬಾವೊ ಅವರಿಂದ
© 2021 ಅಮೇರಿಕನ್ ಅಸೋಸಿಯೇಷನ್ ​​ಫಾರ್ ದಿ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್‌ಮೆಂಟ್ ಆಫ್ ಸೈನ್ಸ್. ಎಲ್ಲಾ ಹಕ್ಕುಗಳನ್ನು ಕಾಯ್ದಿರಿಸಲಾಗಿದೆ. AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ಮತ್ತು COUNTER ನ ಪಾಲುದಾರ. ಸೈನ್ಸ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ ISSN 2375-2548.