В России сумели почти в 18 раз снизить сопротивление графена
Российские учёные из Университета МИСИС, РУДН и РХТУ имени Менделеева совершили прорыв в технологии переноса графена, что позволило снизить его электрическое сопротивление почти в 18 раз по сравнению с традиционным методом.
Основная проблема, с которой сталкиваются при интеграции графена в электронные устройства, заключается не в его синтезе, а в процессе переноса с металлической ростовой подложки на функциональные подложки (например, кремниевые пластины). Стандартный метод использует полиметилметакрилат (PMMA) в качестве поддерживающего полимера. PMMA прочно связывается с графеном, и при его последующем удалении (растворении) он оставляет на поверхности материала химические загрязнения и вызывает образование микротрещин и дефектов. Эти дефекты резко увеличивают электрическое сопротивление и ухудшают электронные свойства графена.
Российские учёные предложили инновационное решение — заменить PMMA на полибутилметакрилат. Этот полимер обладает более слабым межмолекулярным взаимодействием с графеном. В результате при его удалении графеновая плёнка получает значительно меньше повреждений, что позволяет сохранить её исходную структуру и высокую проводимость.
Ключевые преимущества и результаты
1. Снижение электрического сопротивления: по данным исследователей, электрическое сопротивление графена после переноса новым методом оказалось почти в 18 раз ниже по сравнению с традиционным подходом. Это является прямым показателем сохранения высокого качества и чистоты материала.
2. Улучшение структурной целостности: новый подход позволяет добиться более однородной структуры плёнки, сократить количество трещин и загрязнений, что критически важно для стабильности работы электронных компонентов.
3. Технологическая и экономическая доступность: полибутилметакрилат можно сравнительно легко синтезировать из доступного сырья. Это упрощает масштабирование технологии и её потенциальное внедрение в промышленное производство без необходимости использования дорогостоящих или сложных в получении материалов.
4. Отказ от агрессивных сред: технология не требует использования агрессивных кислот для удаления полимера, что делает процесс более экологичным и безопасным.
Перспективы применения
Разработанная технология имеет значительный потенциал для применения в передовых областях электроники. Сохранение уникальных свойств графена открывает путь к созданию:
- гибкой электроники (например, носимые датчики, гибкие дисплеи);
- высокоскоростных вычислительных систем, где высокая подвижность носителей заряда в графене может обеспечить значительное преимущество в производительности;
- высокочувствительных датчиков нового поколения;
- других электронных устройств, где требуются материалы с высокой проводимостью и механической прочностью.
Таким образом, предложенный метод переноса является важным шагом на пути к коммерциализации графеновых технологий и созданию нового класса электронных устройств.
Несмотря на то, что графеновые технологии — это вопрос ближайшего будущего, инженерам и разработчикам решать сложные схемотехнические задачи нужно уже сегодня. И основой для любых инноваций служит качественная компонентная база. Для поддержки ваших проектов в интернет-магазине ТСИ представлен широкий выбор интегральных микросхем отечественного и импортного производства. Переходите в наш каталог, чтобы подобрать надежные компоненты для ваших текущих и перспективных разработок.