Caracterización del grafeno usando TERS

El grafeno es un material cristalino bidimensional formado por una capa atómicamente gruesa de átomos de carbono enlazados sp2 dispuestos en una red en panal. Fue descubierto en 2004 por A. Geim y K. Novoselov, quienes recibieron el Premio Nobel en 2010. El grafeno posee propiedades extraordinarias, en particular una movilidad electrónica extremadamente alta, lo que abre una gran variedad de aplicaciones en nanoelectrónica, optoelectrónica y baterías. Curiosamente, la alta conductividad eléctrica del grafeno ha dificultado su integración, pero el desarrollo reciente de materiales semiconductores 2D y su posible combinación con grafeno ha revivido la integración del grafeno en dispositivos de nanoelectrónica. Aunque el óxido de grafeno se consideraba principalmente como una forma intermedia para la producción a gran escala de grafeno debido a su fácil dispersión en agua, el óxido de grafeno también es de interés para muchas aplicaciones, ya que puede funcionarse o usarse como una capa no conductora.

La espectroscopía Raman es la caracterización preferida para las fases de carbono en general, y para grafeno y óxido de grafeno en particular, ya que no es destructiva y proporciona una gran cantidad de información como defectos, desorden, bordes de borde y grano, grosor, dopaje, deformación y conductividad térmica. Pero la ultra alta resolución espacial necesaria para el estudio de nanoobjetos de grafeno no puede cumplirse mediante microscopía Raman limitada por difracción. Sin embargo, las técnicas de guion mejoradas con punta basadas en la amplificación de la señal de la nano-región bajo la punta permitirán una nano-caracterización real. El desarrollo reciente del análisis de TERS iluminado lateralmente incluso ofrece la posibilidad de investigar el comportamiento de estructuras basadas en grafeno bajo operación de dispositivos.