Разработан одношаговый процесс производства наноцепей из графена
Схематическое
изображение предложенной методики,позволяющей создавать цепи с
характерными размерами около 12 нм
Согласно статье, опубликованной совместной американо-французской группой
ученых в журнале Science, электрические схемы наномасштаба можно
создавать «в один проход» при помощи модифицированной техники атомной
силовой микроскопии. Методика подразумевает «печать» проводящих
нанопроводов на поверхности оксида графена.
Графен – самый тонкий
из известных на сегодняшний день материалов. Он представляет собой лист
атомов углерода, образующих двумерную гексагональную кристаллическую
решетку. Мы уже ни раз писали о том, что за счет своих уникальных
физических свойств, данный материал потенциально мог бы заменить кремний
в разнообразных «электронных» приложениях. К примеру, на основе графена
можно было бы производить ультрабыстрые транзисторы (благодаря
чрезвычайно высокой скорости, с которой перемещаются носители заряда в
этом материале). Кроме того, единичный лист графена оптически прозрачен;
это свойство может эксплуатироваться с целью производства сенсорных
экранов и солнечных элементов. Компоненты могли бы получиться более
дешевыми и механически гибкими по сравнению с теми, что создаются по
«традиционным» технологиям. Также графен мог бы обеспечить повышение
емкости конденсаторов, благодаря крайне высокой площади поверхности
электродов, выполненных из этого материала.
Однако, чтобы активно
применять графен во всех перечисленных выше сферах, ученым необходимо
разработать методики масштабного производства наноэлектронных схем на
базе этого материала. До сих пор существовал ряд предложений, но они
были применимы скорее в лабораторных условиях для создания единичных
цепей. К примеру, один из подобных методов подразумевает «вырезание»
нанопроводов из листа графена с последующей «сборкой» наноэлектрической
цепи. Этот метод напоминает сборку традиционных электронных устройств,
но он чрезвычайно трудоемок в наномасштабах.
Практикой уже ни раз
было доказано, что графен позволяет решать некоторые весьма сложные
задачи достаточно простыми методами. Так группа ученых из Naval Research
Laboratory (США) и GeorgiaTech (Франция), предложила изготавливать
наноэлектрические цепи из оксида графена, который проявляет свойства
классического изолятора. Исследователи обнаружили, что при достаточном
нагревании химические связи нарушаются и оксид графена «превращается» в
графен. Для локального нагревания поверхности оксида графена, коллеги
предложили использовать нагретое острие атомно-силового микроскопа. При
движении острия вдоль поверхности формируется линия «чистого»
проводящего графена; при этом остальная часть материала остается
незатронутой, т.е. сохраняет свои изоляционные свойства.
Предложенная
методика позволяет «чертить» линии из графена с характерными размерами
около 12 нм. Более того, нагревание острия до 130 градусов по шкале
Цельсия и выше позволяет «настраивать» свойства полученных нанопроводов:
для них можно «подобрать» одно из четырех доступных значений
проводимости. Процесс получил название термохимической нанолитографии.
Техника идеально подходит для того, чтобы в будущем создавать
механически-гибкие наноэлектронные устройства.
Екатерина Баранова
|
