Создание устройств на основе графена теперь станет существенно более легким благодаря технологии химической конденсации пара, развитой исследователями в Калифорнии. Новый метод, способствует росту графена непосредственно на диэлектрических подложках, и может также использоваться, для управления наноструктурой материала, проектируя его поверхностную морфологию.

Данный метод предложен Yuegang Zhang и его коллегами из университета Калифорнии (Lawrence Berkeley National Lab, University of California, Berkeley), который позволяет ученым наблюдать, как графен (2D-кристалл углерода, толщиной в один атом) растет на поверхности. Это позволит им в дальнейшем управлять этим процессом, контролировать морфологию графена и создавать наноленты и другие структуры.

Исследователи для этого использовали технологию химической конденсации пара – технлогию, широко используемую в производстве полупроводников – в котором CH₄- газ (метан), посредством изменения температуры разрушался и и формировал поверхность графена с помощью медного слоя катализатора. Медный слой затем испарялся при высоких температурах процесса в эксперименте, оставляя графеновые пленки на голом диэлектрической подложке.

Рис. 1. Процесс наращивания графена.

Данная технология превосходит много другие технологии изготовления графена, например, технология механического среза, или «расслаивания», слоя материала. Такие методы не позволяют создавать строго постоянной толщины образцы и также увеличить качество производства. Технология Zhang и его коллег основана на более ранней работе, в которой было показано, что медная фольга является хорошим катализатором для создания однослойных 2D-кристаллах графена.

«Новая технология, являющася более простой в реализации открывает большие возможности в создании кристаллов графена больших областей (10 µ²) на основе диэлектрических подложек» – объясняет Zhang.

«Графеновые кристаллы могут быть использованы при создании устройств с использованием обычных литографских методов» – он сказал. – «Мы ожидаем, что выполненные исследования помогут исследователям в создании устройств, основанных на графене, например, наноленты для наноэлектронных или химически-сенсорных устройств».

В планах исследователей теперь стоит цель – улучшить качество тонких графеновых пленок. Например, они будут стремиться уменьшить неровности в пленке, которые ухудшают подвижность зарядов в материале.

«С другой стороны, эти дефекты могут использоваться, для изучения и классификации свойств графена, способствовать управлению формированием неровностей в графеновой пленке» – сказал Zhang. – «Изучение формирования неровностей может помочь нам лучше понямать, как наноленты формируются.»

Рис. 2. Члены рабочей группы Zhang в лаборатории.

Результаты работы представлены в статье журнала Nano Letters.

Статья переведена и отредактирована Филипповым Ю.П. по материалам: