Разработан новый метод переноса графена для электронных устройств
Ученые Университета МИСИС, РУДН и РХТУ разработали новый подход к переносу сверхтонкого графена на пластины для гибкой электроники и высокоскоростных вычислительных устройств. Эксперименты показали, что сопротивление перенесенного графена снижается почти в 18 раз по сравнению с традиционным методом.
Графен — прочный, гибкий, сверхтонкий материал толщиной в один атом, который отлично проводит электричество и тепло, однако его сложно использовать в устройствах напрямую. Сначала материал нужно «вырастить» на металлической подложке, а затем аккуратно перенести на другую поверхность — например, кремниевую пластину. При этом критически важным показателем является сопротивление перенесенного графена: чем оно ниже, тем быстрее и эффективнее работают сенсоры и микрочипы.
«Традиционно для переноса графена в качестве поддерживающей пленки чаще всего используют полиметилметакрилат, который впоследствии удаляется. Но у этого подхода есть недостатки. Этот полимер не растворяется до конца и частично может оставаться на поверхности и даже вступать в химическую реакцию с графеном. В результате появляются дефекты, трещины и загрязнения, которые снижают качество материала, от которого напрямую зависит работа устройств», — рассказала один из авторов исследования, студентка кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ МИСИС Дарья Хлебникова.
Ученые предложили использовать вместо полиметилметакрилата другой полимер — полибутилметилакрилат, который слабее взаимодействует с графеном и меньше повреждает его при переносе, что позволяет сохранять высокую электропроводность.
«Графен, перенесенный с помощью полибутилметилакрилатного полимера, продемонстрировал превосходную однородность, меньшее количество трещин и загрязнений, а также сниженное сопротивление — один из ключевых параметров для микроэлектроники. Иными словами, предложенный подход позволяет перенести графен с минимальными потерями его полезных свойств», — отметила доцент кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ МИСИС, кандидат физико-математических наук Екатерина Гостева.
Кроме того, предложенный материал легче синтезировать в лаборатории благодаря более доступному исходному веществу — бутилметакрилату, что упрощает технологическую цепочку, делая процесс переноса графена более эффективным.