Разглаживание морщин в графене - МИКРОН-ДИЛЕР-СЕРВИС

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ:

тел.: +7(812) 701-02-32 факс: +7(812) 701-02-82 email: [email protected], [email protected] адрес: ул. Курчатова д.10, лит. М

ИЖЕВСК:

тел.: +7(3412) 467-100 факс: +7(3412) 933-163 email: [email protected], [email protected] адрес: ул. Автозаводская, д. 7
Курс валют ЦБРФ: 62.828 RUB. 1 USD | 70.8574 RUB. 1 EUR на: 16.07.2019
{"effect":"slide-v","fontstyle":"normal","autoplay":"true","timer":"4000"}

ЭЛЕКТРОННЫЕ

КОМПОНЕНТЫ

ДЛЯ ВАШЕГО УСПЕХА

ПОСТАВЩИК ЭКБ РЕГИСТР ИСО 9001 ПОСТАВЩИК ЭКБ ВВТ

МИКРОН-ДИЛЕР-СЕРВИС

ISO 9001

ПОСТАВКА ЭЛЕКТРОННЫХ КОМПОНЕНТОВ

С ПРИЁМКОЙ ОТК,ВП,ОС,ОСМ

РАБОТАЕМ СОГЛАСНО

275-ФЗ*, 44-ФЗ и 223-ФЗ

*с изменениями согласно 159-ФЗ

МИКРОН-ДИЛЕР-СЕРВИС

Разглаживание морщин в графене

Разглаживание морщин в графене

</p> <pre>Разглаживание морщин в графене
Чтобы защитить графен от ухудшающих эксплуатационные характеристики морщин и загрязнений, которые повреждают его поверхность во время изготовления устройства, исследователи MIT обратились к повседневному материалу: воску.

 

Графен – это тонкий атомный материал, который обещает создать электронику следующего поколения. Исследователи изучают возможности использования экзотического материала в схемах для гибкой электроники и квантовых компьютеров, а также в различных других устройствах.

 

Но удаление хрупкого материала с подложки, на которой он выращен, и перенос его на новую подложку является особенно сложной задачей. Традиционные методы заключают графен в полимер, который защищает от разрушения, но также вводит дефекты и частицы на поверхность графена. Они прерывают электрический поток и снижают производительность.

 

В статье, опубликованной в Связи природыИсследователи описывают технологию изготовления, которая наносит восковое покрытие на лист графена и нагревает его. Высокая температура заставляет воск расширяться, который разглаживает графен, чтобы уменьшить морщины. Кроме того, покрытие можно смыть, не оставляя большого количества остатка.

 

В экспериментах покрытый воском графен исследователей показал в четыре раза лучшие результаты, чем графен с традиционным полимерным защитным слоем. В этом случае рабочие характеристики измеряются в «подвижности электронов», то есть в зависимости от того, как быстро электроны движутся по поверхности материала, чему препятствуют поверхностные дефекты.

 

«Как и вощение пола, вы можете нанести тот же тип покрытия поверх графена большой площади и использовать его в качестве слоя, чтобы взять графен из подложки для роста металла и перенести его на любую желаемую подложку», – говорит первый автор Wei Sun. Леонг, постдок на факультете электротехники и информатики (EECS). «Эта технология очень полезна, потому что она решает две проблемы одновременно: морщины и остатки полимера».

 

Один из первых авторов Хаоже Ванг, аспирант EECS, говорит, что использование воска может звучать как естественное решение, но оно подразумевает некоторое нестандартное мышление или, более конкретно, вне лаборатории: «Будучи студентами, мы ограничиваемся сложным искусством. материалы доступны в лаборатории. Вместо этого в этой работе мы выбрали материал, который обычно используется в нашей повседневной жизни ».

 

Вместе с Леонгом и Вангом на бумаге присутствуют: Цзин Конг и Томас Паласиос, оба профессора EECS; Маркус Бюлер, профессор и заведующий кафедрой гражданского и экологического строительства (ЦВЕ); и шесть других аспирантов, аспирантов и исследователей из EECS, CEE и факультета машиностроения.

 

«Идеальный» протектор

 

Для выращивания графена на больших площадях двумерный материал обычно выращивают на коммерческой медной подложке. Затем он защищен «жертвенным» полимерным слоем, обычно полиметилметакрилатом (ПММА). Покрытый ПММА графен помещают в ванну с кислотным раствором до полного исчезновения меди. Оставшийся ПММА-графен промывают водой, затем сушат, и слой ПММА в конечном итоге удаляют.

 

Морщины возникают, когда вода попадает между графеном и субстратом назначения, что не предотвращает ПММА. Кроме того, ПММА содержит сложные цепи атомов кислорода, углерода и водорода, которые образуют прочные связи с атомами графена. Это оставляет частицы на поверхности, когда он удален.

 

Исследователи пытались модифицировать ПММА и другие полимеры, чтобы помочь уменьшить морщины и остатки, но с минимальным успехом. Исследователи Массачусетского технологического института вместо этого искали совершенно новые материалы – даже однажды попробовав коммерческую термоусадочную пленку. «Это было не так успешно, но мы попробовали», – смеется Ван.

 

После прочтения материаловедческой литературы, исследователи высадились на парафин, обычный белый, полупрозрачный воск, используемый для свечей, полиролей и водостойких покрытий, среди других применений.

 

В ходе моделирования перед тестированием группа Бюлер, которая изучает свойства материалов, не обнаружила известных реакций между парафином и графеном. Это связано с очень простой химической структурой парафина. «Воск был настолько идеальным для этого жертвенного слоя. Это просто простые углеродные и водородные цепи с низкой реакционной способностью по сравнению со сложной химической структурой ПММА, которая связывается с графеном », – говорит Леонг.

 

Очиститель передачи

 

В своей технике исследователи сначала расплавили небольшие кусочки парафина в духовке. Затем, используя устройство для нанесения центрифугирования, микростроительную машину, которая использует центробежную силу для равномерного распределения материала по подложке, они капали раствор парафина на лист графена, выращенного на медной фольге. Это распространило парафин в защитный слой толщиной около 20 микрон по всему графену.

 

Исследователи перевели покрытый парафином графен в раствор, который удаляет медную фольгу. Затем покрытый графен перемещали в традиционную водяную ванну, которую нагревали до примерно 40 градусов по Цельсию. Они использовали кремниевый субстрат для извлечения графена снизу и выпекали в печи с такой же температурой.

 

Поскольку парафин имеет высокий коэффициент теплового расширения, при нагревании он значительно расширяется. При таком повышении температуры парафин расширяется и растягивает прикрепленный графен снизу, эффективно уменьшая морщины. Наконец, исследователи использовали другой раствор для вымывания парафина, оставляя монослой графена на субстрате назначения.

 

В своей статье исследователи показывают микроскопические изображения небольшого участка графена, покрытого парафином и ПММА. Графен, покрытый парафином, почти полностью очищен от мусора, а графен, покрытый ПММА, выглядит сильно поврежденным, как поцарапанное окно.

 

Поскольку восковое покрытие уже распространено во многих производственных применениях, таких как нанесение водонепроницаемого покрытия на материал, исследователи считают, что их метод может быть легко адаптирован к реальным производственным процессам. Примечательно, что повышение температуры расплавления воска не должно повлиять на стоимость изготовления или эффективность, и источник тепла в будущем может быть заменен светом, говорят исследователи.

 

Затем исследователи стремятся еще больше свести к минимуму морщины и загрязнения, оставленные на графене, и расширить систему до более крупных листов графена. Они также работают над применением техники переноса к процессам изготовления других двумерных материалов.

 

«Мы продолжим выращивать идеальные двумерные материалы большой площади, чтобы они были естественными без складок», – говорит Леонг.

 

ПОДЕЛИТЬСЯ:
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Вступайте в группу ВКОНТАКТЕ

Виртуальный помощник Эмдис
Scroll Up