На основе углеродного материала графена создали наноэлектросхемы

 


Ученые нашли простой метод получения наноразмерных электрических цепей на основе графена - углеродного наноматериала, обладающего перспективными электрофизическими свойствами, благодаря которым он может прийти на смену традиционным кремниевым чипам, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Science.

Графен представляет собой "лист" из атомов углерода, соединенных между собой химическими связями и упакованных в решетку, напоминающую пчелиные соты. Благодаря своей исчезающе малой толщине, этот материал является прозрачным и гибким. При этом графен является прекрасным проводником электричества, а манипуляции с его структурой позволяют добиться проявления им полупроводниковых свойств.

Благодаря этим свойствам, графен считается следующим поколением материалов, которые найдут свое применение в наноэлекронике. Он позволит существенно повысить скорость работы вычислительных машин, снизить их энергопотребление и нагревание в ходе работы, сделать их легкими. Кроме того, графен может быть использован в широком наборе гибких электронных устройств, прототипы которых разрабатываются в наши дни.

Для того, чтобы эти технологии были воплощены в реальность, ученым предстоит решить несколько технологических задач. Основная трудность заключается в том, что графеновым листом одноатомной толщины технически сложно манипулировать: ученым необходимо разработать технологию создании больших листов графена с размеченными на них участками, обладающими электронной проводимостью, полупроводниковыми свойствами и так далее, так же, как это происходит при производстве микропроцессоров на основе кремния. При этом важно добиться создания таких электрических цепей в наномасштабе.

Группа Элизы Риедо (Elisa Riedo) из Технологического института Джорджии показала способ создания таких электрических схем. Изюминка работы команды Риедо состоит в том, что исходным материалом в их технологии является не сам графен, а его окисленная форма - оксид графена. Он отличается от графена тем, что к обоим поверхностям графенового листа в некоторых позициях "прикреплены" атомы кислорода. Их наличие делает графен диэлектриком - материалом, не проводящим электрический ток.

Ученые показали, что проводящие дорожки на поверхности окисленного графена можно в буквальном смысле "рисовать" с помощью метода так называемой атомно-силовой микроскопии. Этот метод заключается в приложении к поверхности материала горячей иглы, имеющей нанометровую толщину на своем конце. Приложение этой иглы к поверхности оксида графена превращает его в графен, и делает участок материала проводящим. Манипулируя иглой, как показала команда Риедо, можно "рисовать" дорожки толщиной от нескольких микрон до 12 нанометров.

Качество создаваемой наноразмерной электронной схемы также может быть проверено с помощью атомно-силового микроскопа, что очень важно для создания коммерческих изделий.

По словам одного из первооткрывателей графена, Андре Гейма (Andre Geim), работающего в Манчестерском университете в Великобритании, мнение которого приводит интернет-издание Chemistry World, развитие данного метода может, в конечном итоге, привести к появлению технологии создания объектов атомных размеров в электрических графеновых схемах.

Источник: РИА Новости