Исследователи из Университета Ратгерс (Rutgers University), США разработали и изготовили новый вид тонкопленочного полупроводникового материала, состоящиего из графена и полистирола. Этот нано-композит, изготовленный с использованием обычных мнтодов обработки пластмасс, может стать привлекательным для дешевой печатной электроники и подобных приложений.

Руководитель научной группы – профессор Университета Маниш Човалла (Manish Chhowalla), отдает должное полученным результатам, которые имеют несомненное практическое значение. Ведь на самом деле достигнут интересный результат: тонкопленочные транзисторы изготовлены из материала, основная составляющая которого – недорогой товарный пластик. А метод, который использовали авторы для изготовления транзисторов, опять-таки известен и широко используем, что означает отсутствие необходимости в разработке специальной технологии. Все это упрощает продвижение материала в практическую сферу.

Полимерные композиты с графеновой основой имеют существенные достоинства благодаря исключительным термическим, механическим и электрическим свойствам графена. Более того, они просты в изготовлении. Несмотря на то, что графен сам по себе является полупроводником с нулевой запрещенной зоной, тем не менее в данном случае ученым удалось показать его полупроводниковые свойства, что само по себе уже сильный результат.

Исследователи изготовили композитный материал из раствора графена и полистирола в общеизвестном растворителе – диметилформамида (ДМФА). Тонкопленочное графен-полистирольное покрытие на подложку наносилось методом спин-коутинга (spin coating) из раствора с последующим удалением растворителя. Полученный полупроводниковый материал дополнительно насыщали электронами электростатическим методом, что позволяло получить полевой эффект с мобильность носителей как самых лучших конкурентов из разряда органических тонкопленочных транзисторов (TFT).

Профессор Маниш Човалла – руководитель лаборатории наноматериалов Университета Ратгерс

Проф. Човалла отмечает, что новый материал может быть изготовлен в различном виде, в частности, депонирован на пластиковые подложки для изготовления печатной электроники, а может быть равномерно нанесен на большие подложки при сравнительно невысоких температурах, но с высокой производительностью.

Результаты разработки опубликованы в ежемесячном интернет-издании Nano Letters (K. Andre Mkhoyan, Alexander W. Contryman, John Silcox, Derek A. Stewart, Goki Eda, Cecilia Mattevi, Steve Miller and Manish Chhowallaю Atomic and Electronic Structure of Graphene-Oxide, – Nano Lett., Articles ASAP, Publication Date (Web): February 6, 2009 (Letter). Группа приступила к следующей фазе исследований – оптимизации химического состава и измерению физических характеристик материала.

Евгений Биргер