Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема экспериментальной установки по лазерному переносу графена (Maxim S. Komlenok et al./ Nanomaterials, 2020)
Изображения чешуек однослойного графена на кремниевой подложке: (а) – расстояние между подложками 50 мкм; (b) – подложки расположены вплотную (Maxim S. Komlenok et al./ Nanomaterials, 2020)
Maxim S. Komlenok et al./ Nanomaterials, 2020

Ученые из ИОФ РАН осуществили лазерный перенос графена

Ключевые слова:  графен, лазерная печать, лазерный перенос, нанотехнологии, смятый графен, электроника

Опубликовал(а):  Ильченко Даниил Сергеевич

27 июня 2020

Исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН (ИОФ РАН) напечатали «смятый» графен на кремниевой подложке, используя метод лазерно-индуцированного прямого переноса. Этот относительно простой процесс может заменить трудоемкие литографические способы создания гарфеновых структур в перспективных устройствах микроэлектроники. Работа опубликована в журнале Nanomaterials.

Несмотря на многочисленные прогнозы о скорой графеновой революции, электронные устройства на основе графена создаются пока что в штучных экземплярах. Одна из причин заключается в отсутствии надежных методов манипуляции этим чувствительным двумерным материалом. Традиционные технологии, используемы для формирования объемных электронных компонентов на кремниевой основе, в случае атомарно-тонкого графена демонстрируют не достаточную эффективность. Например, для создания графенового канала транзистора применяется комбинация методов фото- и электронно-лучевой литографии. Этот сложный и многостадийный процесс подразумевает неоднократное покрытие графена полимером и его дальнейшее удаление. В результате графен деформируется, загрязняется и существенно теряет свои выдающиеся электронные свойства. Образующийся в ходе литографии лишний материал утилизируется, что при существующих трудностях синтеза высококачественного графена вряд ли является оптимальным решением.

Альтернативный метод – способ лазерно-индуцированного прямого переноса или лазерной печати – развивают исследователи из Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН. Разрабатываемая ими технология в перспективе позволит создавать на необходимой подложке нужный графеновый рисунок без лишних потерь этого ценного материала.

– Суть наших экспериментов заключается в следующем, – рассказывает первый автор статьи в Nanomaterials, старший научный сотрудник Лаборатории лазерной оптики поверхности ИОФ РАН Максим Комленок. – Мы использовали две подложки. Одна выступала в качестве донора, а вторая – в качестве акцептора. Подложка-донор представляла собой кварцевую пластину, покрытую с одной стороны тонким слоем алюминия. На поверхность алюминия переносилась однослойная пленка графена. Далее мы облучали подложку-донор с помощью эксимерного ультрафиолетового лазера. Фокусируя лазерное пятно на границе кварц-алюминий, мы добивались локального нагрева и вздутия алюминиевого слоя. Образующийся таким образом пузырь, так называемый блистер (blister), выталкивал расположенный на его поверхности графен в направлении принимающей подложки-акцептора, сделанной из кремния.

Проводя опыты, ученые располагали подложки на расстоянии 50 мкм друг от друга и вплотную. В первом случае графен достигал поверхности кремниевой пластинки в виде микрометровых чешуек с значительно скомканной поверхностью. Во втором случае чешуйки были более гладкими.

– В свободном, не закрепленном на подожке состоянии, графен стремится к уменьшению своей поверхностной энергии – он покрывается рябью и сворачивается, – поясняет один из авторов статьи Максим Рыбин, старший научный сотрудник лаборатории Спектроскопии наноматериалов ИОФ РАН и основатель компании Русграфен, предоставившей монослойные пленки CVD-графена для экспериментов. – Поэтому немудрено, что, пролетая 50 мкм, графен успевает скомкаться. Так, мы совершенно неожиданно получили интересный и полезный результат – научились печатать микрометровые пиксели из «смятого» графена, который, как известно, обладает хорошими эмиссионными и каталитическими свойствам.

Другой проблемой, с которой столкнулись исследователи, стали разрывы на поверхности перенесенного графена. Они возникают по границам монокристаллов графена, из которых состоит поликристаллическая графеновая пленка. Для повышения качества переносимого материала ученые из ИОФ РАН работают над синтезом более крупных кристаллитов графена и определением оптимальных условий для лазерной печати (толщины слоя алюминия, длины волны и мощности лазерного излучения).

– Перспективность использования метода лазерного переноса графена заключается в его очевидных преимуществах, – говорит Максим Комленок. – Во-первых, это относительно простой технологический процесс, не требующий вакуума. Во-вторых, он экономичный – материал тратится только на печать. В-третьих, изменяя форму лазерного пятна, можно напечатать графеновый рисунок практически любой геометрии.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках исследовательского проекта «Лазерная печать нульмерных и двумерных углеродных наноматериалов» (18-72-10158).


Источник: Русграфен




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

 

Платиновые наношарики
Платиновые наношарики

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Графеновые маски выходят на борьбу с Covid 19. Графен губит вирусы. Сенсор для противотуберкулезного препарата. Взаимодействие Дзялошинского-Мории и механическая деформация. Скирмионы займутся растяжкой?

Ученые разработали технологию трехмерной печати генно-инженерных конструкций для направленной регенерации костных тканей
Группа российских ученых разработала оригинальную технологию трехмерной печати персонализированных изделий из биоактивной керамики и создала персонализированные ген-активированные имплантаты. Проведен комплексный физико-химический и биохимический анализ экспериментальных образцов ген-активированных материалов и персонализированных имплантатов для инженерии и направленной регенерации костных тканей, полученных с использованием технологий трехмерной печати, включая доклинические исследования на крупных животных.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 3)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume11/11-3
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

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.