Оксид графена в новом масштабе
 Полученная с помощью представленной методики пленка оксида графена. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Оксидная пленка графена может быть не менее полезна в технике, чем сам графен (одноатомный слой молекул углерода, образующих двумерную гексагональную кристаллическую решетку). Во-первых, она оптически прозрачна, т.е. может использоваться в тех местах, где необходимо обеспечить пропускание света, например, при конструировании солнечных батарей. Кроме того, электрические свойства оксидной пленки в зависимости от ее толщины могут быть «настроены» в диапазоне от полупроводящего состояния до полноценного проводника. Это открывает перед конструкторами действительно неисчерпаемые возможности.
Однако, до сих пор все это было возможно лишь в теории или в достаточно миниатюрных маштабах. До недавнего времени существовали определенные сложности, связанные с производством оксидных графеновых пленок больших размеров. Около двух лет назад группа ученых из Rutgers University нашла методику формирования таких пленок практически на любой поверхности при комнатной температуре. Но, к сожалению, ограничения, накладываемые методикой на масштаб этих пленок, не позволяли найти для них масштабное практическое применение.
На днях та же группа ученых продемонстрировала осажденную пленку окисленного графена на подложке размером порядка 30 см, в то время как ранее подобные структуры не достигали в размерах и нескольких сантиметров. Важно, что пленки, произведенные командой, достаточно тонки и однородны, что было подтверждено рамановской спектроскопией и исследованиями при помощи атомно-силового микроскопа.
Для достижения столь многообещающих результатов группа использовала осаждение пленки из концентрированного водного раствора фрагментов оксида графена на специально подготовленной кремниевой подложке, управляя при этом процессом испарения растворителя. После завершения химического процесса, пленки могут быть перенесены на любую другую подложку или же оставлены в автономном состоянии, если этого требует решаемая задача.
Процесс оставляет ученым возможность управления толщиной осажденного слоя в диапазоне от 1 – 2 до 30 атомных слоев. Таким образом, исследователи могут управлять физическими свойствами результата в достаточно широком диапазоне параметров.
Созданные пленки из оксида графена показывают листовое электрическое сопротивление около 1 кОм. Полевые транзисторы, созданные на основе таких пленок, проявляют достаточно высокую подвижность зарядов, при этом они на 70% оптически прозрачны.
Исследовательская группа уже предположила, что созданные с помощью их методики пленки могут применяться при создании оптоэлектронных устройств, в том числе солнечных батарей и светодиодов. Однако, технологию еще предстоит улучшить до того, как она сможет конкурировать с обычными прозрачными проводниками. Ученые надеются на улучшение характеристик своих пленок при помощи тонкой настройки химического процесса.
Также по теме:
- За прогресс графеновой электроники поблагодарим лабораторию IBM
- Двухслойный графен теоретически может быть сегнетоэлектриком
Источники: