Отримання наноматериал графена

Графен являє собою одиночний шар атомів вуглецю, з’єднаних між собою структурою хімічних зв’язків, що нагадують за своєю геометрії структуру бджолиних сот. Графен має високу міцність, він прозорий в силу своєї надзвичайно малої товщини. Крім того, графен є прекрасним провідником електричного струму, що робить його дуже привабливими для використання в якості прозорих електродів сонячних батарей або сенсорних дисплеїв. Графен також може бути використаний в якості заміни важких мідних проводів в авіаційній і космічній індустрії.

Крім того, відомо, що вузькі смуги графена шириною близько 10-20 нанометрів проявляють напівпровідникові властивості і можуть бути використані замість кремнію для створення більш швидких мікропроцесорів нового покоління з дуже маленьким виділенням тепла.

Тим часом, до останнього часу способів отримання великих кількостей смуг графена з контрольованою шириною не існувало. Методи, запропоновані професором Джеймсом Туром (James Tour) з Райсовского університету (штат Техас, США) і його колегами, а також групою професора Хонгджі Даї (Hongjie Dai) зі Стенфордського університету (штат Каліфорнія, США), мають на увазі використання вуглецевих нанотрубок для отримання смужок графена. Одностінні і багатостінні вуглецеві нанотрубки вчені навчилися отримувати у великих кількостях вже досить давно, і сьогодні ця технологія добре освоєна.

Автори публікацій запропонували два різних підходи для "розкручування" таких трубок в смужки. Даї і його колеги для цих цілей пристосували технології плазмового травлення, широко застосовуються в традиційній кремнієвій мікроелектроніці. За допомогою цієї технології автори роботи навчилися витравляти смужки графену з трубок, завданих у великій кількості на клейку полімерну поверхню. Отримувані таким методом трубки мають товщину всього 10-20 нанометрів і можуть бути легко перенесені на інші поверхні для подальшого використання.

Професор Тур і його колеги використовували методи хімічного впливу на трубки, піддаючи їх окислення з допомогу перманганату калію в розчині сірчаної кислоти. Ці хімічні агенти змушують трубки розриваються уздовж своєї осі, в результаті чого виходять смужки графену товщиною 100-500 нанометрів. Ці смужки не володіють напівпровідниковими властивостями, проте їх набагато легше отримати в великих кількостях.

Даї в інтерв’ю повідомив, що його групі вже вдалося створити перші найпростіші транзистори на основі смужок графена. Однак, на думку професора, графенову електроніка знаходиться ще на самому початку свого шляху, а тому появи перших вуглецевих мікросхем доведеться почекати ще кілька років.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code