Найдены новые методы получения наноматериала графена

МОСКВА, 16 апр - РИА Новости. Новые методы получения наноматериала графена в виде полос шириной 10-500 нанометров, описанные в двух независимых публикациях в журнале Nature, позволят в будущем использовать этот материал для создания новых солнечных батарей и сенсорных дисплеев, а также нового поколения микропроцессоров.

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии структуру пчелиных сот. Графен обладает высокой прочностью, он прозрачен в силу своей чрезвычайно малой толщины. Кроме того, графен является прекрасным проводником электрического тока, что делает его очень привлекательными для использования в качестве прозрачных электродов солнечных батарей или сенсорных дисплеев. Графен также может быть использован в качестве замены тяжелых медных проводов в авиационной и космической индустрии.

Кроме того, известно, что узкие полосы графена шириной порядка 10-20 нанометров проявляют полупроводниковые свойства и могут быть использованы вместо кремния для создания более быстрых микропроцессоров нового поколения с очень маленьким тепловыделением.

Между тем, до последнего времени способов получения больших количеств полос графена с контролируемой шириной не существовало.

Методы, предложенные профессором Джеймсом Туром (James Tour) из Райсовского университета (штат Техас, США) и его коллегами, а также группой профессора Хонгджи Даи (Hongjie Dai) из Стэнфордского университета (штат Калифорния, США), подразумевают использование углеродных нанотрубок для получения полосок графена. Одностенные и многостенные углеродные нанотрубки ученые научились получать в больших количествах уже довольно давно, и сегодня эта технология хорошо освоена.

Авторы публикаций предложили два различных подхода для "раскручивания" таких трубок в полоски.

Даи и его коллеги для этих целей приспособили технологии плазменного травления, широко применяемые в традиционной кремниевой микроэлектронике. С помощью этой технологии авторы работы научились вытравливать полоски графена из трубок, нанесенных в большом количестве на клейкую полимерную поверхность. Получающиеся таким методом трубки имеют толщину всего 10-20 нанометров и могут быть легко перенесены на другие поверхности для дальнейшего использования.

Профессор Тур и его коллеги использовали методы химического воздействия на трубки, подвергая их окислению с помощь перманганата калия в растворе серной кислоты. Эти химические агенты заставляют трубки разрываются вдоль своей оси, в результате чего получаются полоски графена толщиной 100-500 нанометров. Эти полоски не обладают полупроводниковыми свойствами, однако их намного легче получить в больших количествах.

Даи в интервью Nature сообщил, что его группе уже удалось создать первые простейшие транзисторы на основе полосок графена. Однако, по мнению профессора, графеновая электроника находится еще в самом начале своего пути, а потому появления первых углеродных микросхем придется подождать еще несколько лет.