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

 

Лед и пламень: эшелоны моноатомных ступеней
Лед и пламень: эшелоны моноатомных ступеней

Школа PI SCAMT: Стань руководителем глобальной лаборатории
Университет ИТМО приглашает принять участие в Школе PI. Школа PI - это возможность узнать как из точки А "молодой кандидат наук" дойти до точки Б "научный руководитель". За 1 неделю вы узнаете об этапах организации успешной исследовательской группы в России и разработаете дорожную карту построения своей собственной лаборатории. Школа PI подходит для кандидатов наук, защитивших диссертацию в области естественных наук не ранее 2015 года. Прием заявок до 1 мая 2021 г.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Новые титансодержащие комплексы для водородных
аккумуляторов. Зеленая электроника: мягкий актуатор из венериной мухоловки. Шелковичные черви создают новые нанокомпозиты in vivo. Конференции

В магистратуру МГУ - без экзаменов, юбилейная универсиада
Универсиада МГУ - уникальный конкурс, впервые проводимый в новом формате, который охватывает широкий диапазон участников – студентов и выпускников специалитета, бакалавриата, магистратуры, аспирантов, молодых ученых. Конкурс рассчитан на поддержку талантливой молодежи, мотивацию дальнейшего развития научно-исследовательской карьеры, пропаганду научных знаний, активное вовлечение участников в обмен мнениями и равноправное соревнование со своими сверстниками и коллегами на международном уровне, а также поступление в бесплатную магистратуру МГУ без экзаменов по результатам Универсиады.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

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.

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!



 
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.