Новую методику выращивания графена разработали учёные из Южной Кореи

Также новая методика позволяет очень быстро отделять графен от подложки, на что уходит меньше минуты.

Химики из Южной Кореи создали новую методику синтеза графена, двумерной формы углерода, которая позволяет получать крупные листы этого материала, лишенные каких-либо дефектов. Об этом в среду сообщила пресс-служба Института фундаментальных наук Кореи (IBS) со ссылкой на статью в журнале Nature.

«Наша методика выращивания графена обладает крайне высокой воспроизводимостью. Все пять образцов медно-никелевой фольги, на поверхности которых выращивался графен, позволяют производить абсолютно одинаковые по размерам и свойствам пленки этого материала. Более того, применяемая нами методика позволяет очень быстро отделять графен от подложки, на что уходит меньше минуты», — заявила научный сотрудник IBS Ван Мэйхуэй, чьи слова приводит пресс-служба института.

В последние годы графен и другие «плоские» материалы начали применяться в различных высокотехнологичных областях. Их более широкому использованию пока мешает то, что химикам не удавалось создать такую методику производства этих материалов, которая бы позволяла производить крупные листы графена и его аналогов, лишенные существенного числа разрывов, складок и других дефектов.

Ван Мэйхуэй и ее коллеги разработали относительно простую и надежную процедуру выращивания крупных листов графена с нулевым уровнем дефектов, готовую к работе в промышленных масштабах. Им удалось решить эту задачу благодаря тому, что корейские химики впервые применили для выращивания графена другой необычный материал — монокристаллический сплав меди и никеля.

Полное избавление от дефектов

Тонкая фольга из этого соединения, как обнаружили химики, обладает идеально ровной поверхностью, лишенной существенных неровностей. Ученые предположили, что это может заметно снизить вероятность появления разрывов, наслоений, складок и прочих дефектов в структуре листов графена при осаждении атомов углерода на поверхность металла и охлаждении двумерного материала.

Как показали последующие опыты, это действительно так, однако для выращивания идеально качественного графена необходимо поддерживать определенную температуру среды, которая составляет от 726 до 756 градусов Цельсия. В таком случае складки и другие дефекты не появляются на поверхности даже очень больших листов двумерного материала, чья длина и ширина составляет около 5-7 см.

Для проверки работоспособности этой технологии ученые изготовили пять образцов фольги из монокристаллического сплава меди и никеля, после чего вырастили на них пленки из графена и использовали их для создания полевых транзисторов. Как показали испытания этих приборов, все они обладали одинаковыми свойствами, чего невозможно добиться при применении графена с большим числом дефектов.

Как надеются Ван Мэйхуэй и ее коллеги, разработанная ими методика производства графена откроет дорогу для применения двумерного углерода в электронике и массе других областей науки и техники, в том числе при изучении потенциально сверхпроводящих свойств многослойных структур из нескольких листов графена.