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

 

Графен
Графен

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Наноструктуры в природе. Крылья ночной бабочки – акустические метаматериалы. Доменный зигзаг: новый поворот в теории микромагнетизма. Новый материал для оптических терагерцовых элементов. Водород в графине. Следопыты сверхбыстрых процессов: определение длительности световой пули. Нобелевская премия 2022.

Наносистемы: физика, химия, математика (2022, Т. 13, № 5)
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/volume13/13-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

7-9 октября - Фестиваль НАУКА 0+ в Москве
7-9 октября в Москве будут проходить мероприятия в рамках Всероссийского фестиваля НАУКА 0+ — одного из крупнейших просветительских проектов в области популяризации науки в мире и одного из ключевых событий в рамках Десятилетия науки и технологий.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2022 году
коллектив авторов
24 - 27 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Пятилетка Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!": что было и что может быть в будущем
Е.А.Гудилин , А.А.Семенова
Уже более 15 лет живет и развивается Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в будущее!". За всю историю Олимпиады было предложено много инновационных решений, охват олимпиадой составил более 50 000 участников по всей Российской Федерации и странам ближнего зарубежья. В статье приводятся статистические данные по Олимпиаде и возможные пути ее дальнейшего развития.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.