Учёные Университета МИСИС, РУДН и РХТУ разработали более эффективный подход к переносу сверхтонкого графена на пластины для создания гибкой электроники и высокоскоростных вычислительных устройств. Эксперименты показали, что сопротивление перенесённого графена снижается почти в 18 раз в сравнении с применением традиционного метода. Этот показатель критически важен для производства микроэлектроники: чем ниже сопротивление, тем быстрее и эффективнее работают сенсоры и микрочипы.
Графен — это 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.
«Традиционно для переноса графена в качестве поддерживающей плёнки 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», — отметила один из авторов исследования, студентка кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ МИСИС Дарья Хлебникова.
Учёные предложили использовать не полиметилметакрилат, а другой полимер — полибутилметилакрилат, который слабее взаимодействует с графеном и меньше повреждает его при переносе, что позволяет сохранять высокую электропроводность. Материал легче синтезировать в лаборатории благодаря более доступному исходному веществу — бутилметакрилату, что упрощает технологическую цепочку, делая перенос графена эффективнее. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Next Materials (Q1).
«Графен, перенесённый с помощью полибутилметакрилатного 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», — рассказала к.ф.-м.н. Екатерина Гостева, доцент кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ МИСИС.
