Предложен новый простой способ создания нанолент
 Изображение полученной с помощью новой методики наноленты из графена. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
На атомарном уровне графен представляет собой плоские листы атомов углерода, образующих гексагональную кристаллическую решетку. Как известно, графен не является ни чистым металлом, ни истинным полупроводником. Однако производные структуры из графена могут проявлять те или иные свойства. Так наноленты, сформированные из этого материала, по мере увеличения их ширины изменяют свои свойства от полупроводниковых до полуметаллических. Подобные ленты могут использоваться в высокопроизводительных наноэлектронных устройствах, к примеру, при создании высокочастотных транзисторов или датчиков, а также могут оказаться идеальными соединительными «проводами» для нано-цепей.
Хотя сегодня существует ряд «плоскостных» техник, позволяющих формировать наноленты из большого фрагмента графена, большинство из них достаточно сложны и не так легко масштабируются на большие объемы производства. Новая методика, предложенная группой ученых из Rice University (США), похоже, лишена «классических» проблем. Одновременно с этим, метод не требует каких-либо инструментов для литографии высокого разрешения. Техника задействует атмосферную влажность, адсорбирующуюся на краях предварительно «вырезанного» с помощью литографии шаблона.
Разработанная методика включает в себя несколько шагов. На первом шаге ученые размещают шаблон на поверхности листа графена. Далее шаблон вытравливается с помощью плазмы и на ту же область наносится вспомогательный материал (например, алюминий). После этого шаблон инвертируется и травлению подвергается остальная часть графена. Такой подход обеспечивает удаление графена почти со всех областей, кроме узкой полоски в непосредственной близости от шаблона.
Объяснение «фокуса» достаточно простое: благодаря слабо-гидрофильной природе вспомогательного материала на границе между шаблоном и графеном из атмосферного воздуха адсорбируется тонкий клин воды (всего десятки нанометров толщиной). Этой прослойки достаточно, чтобы защитить графен от травления. Как показали исследования, ширина прослойки не зависит от формы шаблона или других параметров применяемой литографической техники. Она определяется лишь используемым вспомогательным материалом. Таким образом, применение одних и тех же материалов даст наноленты одинаковой ширины.
Ученые считают, что предложенная ими техника может использоваться и для производства других узких наноструктур, к примеру, металлической нанопроволоки. Это означает, что подобным способом могут быть изготовлены такие конструкции, как наноэлектроды, затворы транзисторов и, возможно, некоторые фотонные волноводы.
К сожалению, данная техника также имеет свои недостатки. Как и любой метод производства «от большого к малому», методика создает наноструктуры с грубыми и неровными на атомарном уровне краями. Хотя в случае металлической нанопроволоки это не является проблемой, подобные дефекты разрушают тонкую электронную структуру графена и негативно сказываются на подвижности носителей заряда в этом материале. Поэтому в данный момент команда работает над улучшением качества краев получаемых наноструктур, применяя дополнительные методы восстановления.
Подробные результаты работы можно найти в журнале ACS Nano.
Также по теме:
- Массивы графеновых нанолент становятся еще меньше
- Наноструктуры из нитрида бора столь же хороши, как их аналоги из углерода
- Начались исследования приграничных состояний в графене
- Наноленты позволяют создавать ячейки памяти нового образца
- Как графен превращает свет в электричество
Источники: