Водяной конденсат позволяет получить проводники шириной до 10 нм

Новая работа специалистов хьюстонского Университета Райса предлагает недорогой и практичный способ получения длинных графеновых нанополосок шириной менее 10 нм с применением существующего фабричного оборудования.

Открытие, сделанное аспирантами лаборатории Джеймса Тура, Верой Абрамовой и Александром Слесаревым, описывается в статье, которая была опубликована онлайн в журнале Американского химического общества ACS Nano.

Они обнаружили, что мельчайшие количества воды, поглощенной из атмосферы, действуют как маска в процессе, начинающемся с создания литографических рисунков, и завершающемся созданием очень длинных и тонких графеновых волокон. Такие нанополоски двумерного углерода формируются в местах, где собирается конденсированная влага — там, где литографический барельеф смыкается с поверхностью основы.

Слой воды толщиной всего в несколько молекул принимает вид мениска под действием сил поверхностного натяжения. В новом процессе meniscus-mask lithography (MML) менисковая маска защищает тонкую полоску графена от удаления вместе с литографическим рисунком на стадии реактивной ионной резки (reactive ion etching, RIE).

По мнению Тура, любой метод создания длинных проводов толщиной в несколько нанометров представляет интерес для производителей микроэлектроники, приближающихся к пределу миниатюризации их продукции.

Для теоретического обоснования случайно обнаруженного менискового эффекта исследователям потребовалось около двух лет. За это время они также доказали его применимость для формирования нанометровых проводников из других материалов, например, платины, и сконструировали тестовые полевые транзисторы на базе графеновых нанополосок.

Сейчас они работают над улучшением контроля за шириной нанополос, а также за формой их краев, что позволит оптимизировать электрические характеристики проводников.