Биологический механизм положен в основу метода получения графена на кремнии

Взяв за основу природный механизм, помогающий лягушкам удерживаться на подводных растениях, коллектив ученых из Национального университета Сингапура (NUS) смог разработать инновационный одноэтапный метод выращивания графена высокой степени чистоты.

Сообщение об этом появилось в журнале Nature 11 декабря. Данная технология стала первой, совмещающей два шага: выращивание графена и его перенос на подложку из кремния или другого жесткого материала. Она открывает новые возможности применения двумерного углерода в фотонике и электронике, в том числе такие, которые ранее были неосуществимы с технологической точки зрения.

Как указывает руководитель исследования, профессор Ло (Loh Kian Ping), следует помнить, что большинство полупроводников имеет жесткую подложку из кремния или кварца, а изучением методов переноса графена, пригодных для этого сегмента, технологи до сих пор явно пренебрегали, сосредоточившись на перспективах гибкой графеновой электроники.

В описываемом методе графен выращивается на медном катализаторе, покрывающем кремниевую подложку. После завершения роста медь вытравливается, а графен остается зафиксированным на прежнем месте пузырьками, формирующими капиллярные мосты. Таким же образом в природе обеспечивается сцепление между лапками водяных насекомых, и погруженных в воду стеблей и листьев растений. Капиллярные мосты предотвращают отслоение графена в ходе удаления медного катализатора, после чего графен осаждается на кремниевом слое.

На предварительной фазе процесса в подложку вводятся газы. Это помогает изменить свойства контактной поверхности и содействует формированию капиллярных мостов при инфильтрации жидкости, удаляющей катализатор. Добавление поверхностно-активного вещества призвано сглаживать складки и неровности, которые могут возникать при переносе графена на жесткую основу.

В дальнейшем, авторы метода планируют оптимизировать его для обеспечения высокой производительности, а также адаптировать для конкретных приложений платформы «графен на кремнии». Исследовательский коллектив также работает над расширением области применения созданной им технологии на другие двумерные материалы.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365