Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема синтеза.
а) Дифракция электронов от образца графена; в-г) Изображения ПЭМ образцов при разном увеличении. Стрелками указаны атомы меди.
Изображение ПЭМ образца многослойного графена, выращенного на никеле.
Рамановские спектры от однослойного, двухслойного и многослойного графена.
Спектры поглощения однослойного и двухслойного графена. Видно, что материалы практически прозрачны в широком интервале длин волн.

Получение графена из твёрдых источников углерода

Ключевые слова:  графен, наноэлектроника

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

22 ноября 2010

Графен был впервые получен в 2004 году, а в уже 2010 за передовые опыты с ним была присуждена Нобелевская премия. Однако на этом интерес к графену не иссяк, и множество исследователей не оставляет попытjк сделать из него что-нибудь хорошее. В настоящее время всё еще стоит проблема разработки удобных методов получения больших листов графена. Учёные из университета Райса показали, что высококачественный графен с контролируемой толщиной может быть легко и просто получен из твёрдых углеродных материалов, например, полимеров.

Схема типичного эксперимента приведена на рисунке 1. На медную поверхность, выступающую в дальнейшем в роли катализатора, методом spin-coating наносят 100 нм слой полиметилметакрилата (ПММА, оргстекло). Всё это помещают в печь и выдерживают при температуре 800°С в течение 10 минут. Там при низком давлении в токе смеси H2/Ar и образуется однородный графеновый слой, который можно легко перенести на различные подложки и, например, изготавливать транзисторы или прозрачные электроды для дисплеев.

Исследователи показали, что количество слоёв графена можно варьировать, изменяя скорость потока водорода. Полученные графеновые плёнки однослойного, двухслойного и многослойного графена оказались однородны на площади до 75 мкм2. Чем сильнее поток газа, тем больше атомов углерода уносится прочь при разложении полимера, и получается более тонкий слой. При медленном потоке на поверхности остаётся больше углерода. Стоит отметить, что в широко распространённом методе роста графена из газообразных источников (CVD), как правило, удаётся получить только один слой, т.к. концентрация углерода в этом случае мала, а его растворимость в меди, наоборот, велика. Кроме того, использованная температура синтеза (800°С) ниже, чем в методе CVD, и оказывается совместима с большинством процессов в полупроводниковой промышленности.

Помимо ПММА в качестве источников углерода были использованы флуорен (C13H10) и сахар (C12H22O11), которые наносились на медную плёнку в виде тонких порошков. Вместо меди были опробованы также никель, кремний и оксид кремния. На никеле графен образовался, а на кремнии и оксиде кремния нет. Таким образом, появляется возможность формировать графеновые узоры на предварительно текстурированных подложках, а не нарезать их из цельного графенового слоя, как это широко распространено сейчас. Кроме того, если к исходному ПММА подмешать меламин C3N6H6, то удаётся получить графен, допированный азотом. По словам учёных, графен сам по себе уже не так интересен, потому что он, являясь полуметаллом, имеет нулевую запрещённую зону, а вот допирование позволяет изменять его электронные свойства.

Обо всём этом можно почитать в статье Growth of graphene from solid carbon sources.


Источник: Nature



Комментарии
Очень странно. При нагревании (особенно в вакууме) ПММА деполимеризуется и улетает. Флуорен тем более улетит.
Трусов Л. А., 22 ноября 2010 10:46 
так они и улетели
А что осталось?
Трусов Л. А., 22 ноября 2010 11:50 
чуток совсем осталось и тонким слоем намазалось
Товарищи честно работают, так сказать технологии отрабатывают. Насчет 800°С немного не понял. Зачем новой технологии ориентироваться на что-то там бывшее?
Трусов Л. А., 22 ноября 2010 20:06 
что бывшее?
Видимо, имеются в виду нынешние технологии работы с кремнием.

Геннадий Павлович, это намёк на то, что для новой технологии можно будет использовать старое, известное и испытанное оборудование. Это сильно упрощает масштабирование и внедрение.
Бывшее, это планарная технология, читай кремниевая электроника. Новое, это углеродная электроника, как я понимаю.
Вы правильно поняли мою мысль, Александр Ринатович, старое оборудование давно достигло определенного уровня совершенства, достаточного для более грандиозных свершений.
Трусов Л. А., 22 ноября 2010 22:41 
графен вроде тоже планарный, не?
Клепа, 22 ноября 2010 23:02 
Мысль, которую все время думаю:
есть налаженное производство multilayer mirrors, включающее углеродный слой.
Например Fabrication and Evaluation of X-Ray Multilayer Mirrors Prepared by Laser-Induced Chemical Vapor Deposition.
Почему не используются ни результаты, ни попытки( ) получения графенов?
Трусов Л. А., 22 ноября 2010 23:25 
а почему Вы думаете, что не используются?
Клепа, 23 ноября 2010 07:00 
Благодарю Вас!
Воистину, внушает.
Может быть стоит добавить и эту ссылочку: How is pyrolytic carbon formed Transmission electron micrographs..
Ну и в Нижнем пора открывать Графеновый центр.
Палии Наталия Алексеевна, 25 ноября 2010 13:14 
Ну и в Нижнем пора открывать Графеновый центр - а предварительно завезти по-больше сахара
(автор заметки "Sweet way to make graphene – just add table sugar" так назвал свой вариант реферата обсуждаемой статьи из Nature)
Клепа, 25 ноября 2010 15:12 

О да! И "Орбит", и назвать "Ачесоновским графеном"!
Конечно, планарный, даже,я бы сказал слишком! Поэтому технология, очевидно, уже совсем другая. Если мы даже захотим графен допировать, то высокие температуры, очевидно, ни к чему.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Неземная красота цветных метаморфоз ферромагнитных жидкостей
Неземная красота цветных метаморфоз ферромагнитных жидкостей

В мастерских «Нанограда» прошла апробацию модельная программа для каникулярных школ
В парке «Науки и искусства» Образовательного Центра «Сириус», в рамках форума «Наноград. Сириус. 2017» прошла апробация девяти образовательных модулей, разработанных в рамках программы дополнительного образования детей в каникулярный период, ориентированной на изучение естественных наук и основ нанотехнологий.

НАНОГРАД. СИРИУС. 2017
Молодежный форум Наноград-2017 пройдет в Образовательном центре «Сириус»

Визит Президента ИЮПАК в Образовательный центр "Сириус"
22 июля состоялся визит Президента Международного Союза теоретической и прикладной химии (IUPAC), члена - корреспондента РАН, директора Института химии и проблем устойчивого развития РХТУ имени Д.И.Менделеева, профессора Н.П.Тарасовой в Образовательный центр "Сириус", в ходе которого всемирно известный ученый выступила перед школьниками направлений "Нанотехнологии", "Новые материалы", "Микромир и микроскопия", "Агропромышленные и биотехнологии", "Беспилотный транспорт и логистические системы" с публичной лекцией "Устойчивое развитие: планетарные границы и зеленая химия".

Научно-исследовательская работа студентов в 7 семестре. Тезисы докладов на студенческой научной конференции.
Сафронова Т.В.
Научные конференции студентов на факультете наук о материалах Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (ФНМ МГУ) – являются многолетней традицией. Зимняя конференция в 7 семестре - как контрольная точка для студентов, неотрывно от учебного процесса выполняющих квалификационную работу бакалавра.

Система практик ФНМ МГУ
А.Б.Тарасов, А.В.Кнотько, Е.А.Гудилин

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!

Проектная работа

Сегодня становится все более популярной так называемая проектная работа школьников, однако на этот счет есть очень разные мнения. Мы были бы признательны, если бы Вы высказали кратко свое мнение по этому поводу путем голосования. Заранее благодарны!

Закон о реформировании РАН

В Совместном заявлении Совета по науке и членов Общественного совета Минобрнауки предлагается отозвать нынешний проект закона о "реформировании" РАН из Государственной думы и вернуться к его рассмотрению с соблюдением процедуры утвержденной постановлением Правительства РФ №851 от 25.08.2012, и указом Президента РФ №601 от 07.05.2012, которая была грубо нарушена. Мы предлагаем Вам высказать (анонимно) свое мнение в данном опросе, чтобы его статистические результаты были видны всем участникам опроса и общественности.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.