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

 

C Новым Годом!
C Новым Годом!

Крабовый панцирь побеждает грязную нефть
Химики МГУ разработали уникальную люминесцентную методику определения маркеров «грязной нефти» (дибензотиофенов) с использованием селективной сорбции в оптически прозрачных материалах на основе сшитых гелей хитозана.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
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.