Forskere opnår grafen med høj modstandsdygtighed over for ozonisering

En gruppe forskere fra National Research Nuclear University MEPhI (Rusland) og en række udenlandske universiteter har udviklet en industriel teknologi til rensning af grafen, som har højere stabilitet under påvirkning af aggressive oxygenfrie radikaler. Denne opdagelse er af afgørende betydning for udviklingen af ​​nanoelektronik.

Graphen er en krystallinsk carbonfilm med tykkelsen af ​​et atom. Takket være dens unikke egenskaber (særlige elektroniske egenskaber, høj ledningsevne, gennemsigtighed for lys, en evne til mekanisk strækning og andre), grafen er et lovende materiale i stor efterspørgsel inden for nanoelektronik.

Fremstilling af forskellige nanoelektroniske enheder indebærer påføring af et polymert belægning på grafen og derefter afskalning af det. Resterne af belægningen "forurener" grafen, sænke mobiliteten af ​​ladningsbærere i den. Forskellige behandlingsmetoder (termisk glødning, plasma -stripping og kemiske opløsningsmidler) kan fjerne polymerresterne, men de forringer kvaliteten af ​​grafen. For eksempel, ozon, som har høj reaktivitet, er almindeligt anvendt. Imidlertid, under påvirkning af ozon, ikke kun ødelægges polymere rester, men defekter forekommer i grafen, hvilket fører til forringelse af dets egenskaber. Forskere fra MEPhI har formået at opnå grafen med en meget høj stabilitet til ozonisering ved hjælp af høj temperatur sublimering af siliciumcarbid (SiC). Det opnåede grafen holder kontakten med ozonet i mere end 10 minutter, mens almindeligt grafen mister sine egenskaber på kun tre eller fire minutter under sådanne forhold. Resultaterne af forskningen er blevet offentliggjort i tidsskriftet Kulstof .

Forskere fra Grækenland, Frankrig og Sverige bidrog. Ved hjælp af computermodellering, eksperterne var i stand til at bestemme årsagerne til, at SiC-grafen øgede stabiliteten under påvirkning af aggressive iltfrie radikaler. Den nye grafens unormale stabilitet viste sig at være forbundet med den lave ruhed af epitaksial grafen på SiC-substratet (epitaxy er en naturlig ophobning af et krystallinsk materiale på overfladen af ​​et andet).

"Det blev konstateret, at det sædvanlige 'ru' grafen er mere sårbart på grund af tilstedeværelsen af ​​konvekse områder; disse områder viser høj reaktivitet over for dannelsen af ​​epoxygrupper, som ødelægger dets integritet, "sagde Konstantin Katin, Lektor ved Institut for kondenseret materiefysik ved MEPhI Institute of Nanotechnology in Electronics, Fotonik, og Spintronics. "Resultaterne viser, at den teknologiske proces til fremstilling af industriel grafen med forbedrede egenskaber kan involvere nanofabrikation af grafen på basis af siliciumcarbid med den efterfølgende ozonering. Ozonering i sig selv er en effektiv måde at rydde grafen på nogen måde. Den eneste begrænsning af rensningsteknikkerne har at gøre med grafenarkets mulige ruhed - det skal praktisk talt være helt glat, "sagde Mikhail Maslov, Adjunkt ved Institut for Kondenseret Fysik.

Forskernes opdagelse vil blive et grundlag for teknologier til at rense industrielt grafen af ​​høj kvalitet med stabile elektroniske egenskaber.