Сверхбольшие зерна меди способствуют росту графена

Неспособность большинства медных пленок выдерживать высокотемпературную фазу процесса выращивания одноатомного слоя углерода, до последнего времени являлась одним из серьезных препятствий на пути к изготовлению графена в промышленных масштабах.

В поисках идеальной платформы для роста этого революционного материала исследователи из Национального института стандартов и технологии (NIST) в Боулдере (штат Колорадо) обратились к новому перспективному материалу подложки, представляющему тонкую пленку меди со сверхбольшими зернами.

Если в тонких пленках, применяемых в электронике сегодня, характерный размер зерна обычно не превышает одного микрометра, то в новом материале они получаются примерно в 10000 раз крупнее. Именно огромный размер зерен (до нескольких сантиметров) и позволяет пленкам выдерживать высокие температуры, необходимые для выращивания графена.

Двухступенчатый процесс создания таких пленок описан в статье, опубликованной в AIP Advances. Сначала, при температуре немного выше комнатной, на сапфировой основе создают слой меди. Затем, металлическая пленка подвергается отжигу с повышением температуры почти до точки плавления меди.

Для того чтобы продемонстрировать достоинства своей методики, ученые NIST успешно применили крупнозернистую медь для выращивания графена: диаметр полученных графеновых зерен достигал 0,2 мм.