Новая техника упрощает производство устройств из графена
 Принципиальная схема новой методики производства графена. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Графен представляет собой весьма перспективный с точки зрения наноэлектроники двумерный лист атомов с гексагональной кристаллической структурой. Специфические свойства этого материала открывают широчайшие возможности его применения как в быту, так и в науке. Однако, производство графена – достаточно трудоемкий и технологически сложный процесс. Над его упрощением работает множество научных групп по всему миру. Многие из проектов весьма успешны; так, например, недавно свою новую методику предложила научная группа из США. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Nano Letters.
Методика, разработанная специалистами Lawrence Berkeley National Lab и их коллегами из University of California, позволяет специалистам непосредственно наблюдать, как графеновая пленка растет на поверхности. Для этого исследователи применили методику осаждения из пара (chemical vapour deposition, CVD), широко применяемую в полупроводниковой индустрии. В рамках этой техники газообразный метан термически осаждается в присутствии медного катализатора, формируя на медной пленке графеновые пленки. После этого при помощи высокой температуры медный пленочный катализатор испаряется, оставляя графеновую пленку прямо на подложке.
Техника оказалась намного более эффективной, чем использующиеся на сегодняшний день аналоги, например, так называемое механическое отслоение отдельных листов графена, т.к. существовавшие до сих пор способы производства не позволяли создавать однородные по толщине листы. Кроме того, старые методы плохо масштабируются на большие объемы графена, несмотря на все ухищрения. Вместо дальнейшего развития подобных методик, ученые обратились к более ранним работам, где было показано, что медная пленка является хорошим катализатором для рождения единственного слоя графена. От себя исследователи добавили способ переноса полученной таким образом пленки на неметаллическое основание (ранее эта процедура выполнялась путем травления).
Являясь более простым с технологической точки зрения, новый метод позволяет создавать более крупные по площади фрагменты двумерного материала (более 10 квадратных мкм) прямо на диэлектрических подложках.
Исследователи ожидают, что их работа в первую очередь упростит жизнь тем, кто развивает направление создания наноэлектронных устройств на базе графена. Ведь многие подобные устройства могут быть сформированы из крупных листов двумерного углеродного материала обычной литографией.
В ближайшем будущем команда планирует продолжить работу над улучшением качества графеновых пленок, создаваемых с помощью данной методики. Одной из первых целей будет уменьшение количества складок и других дефектов. Параллельно будет проведено исследование этих особенностей, ведь в определенных случаях они могут использоваться, чтобы формировать нужные свойства итогового устройства. По мнению исследователей, управляя схемой расположения складок, они могли бы формировать нужные напряжения в графене.
Также по теме:
Источники: