Инженеры нашли новый метод выращивания графеновых лент для электроники

12.08.2015, 03:00 Наука

Инженеры Университета Висконсин-Мэдисон обнаружили способ выращивания графеновых наноленты с желаемыми полупроводниковыми свойствами непосредственно на обычной полупроводниковой пластине из германия.

Это достижение может позволить производителям использовать графеновые наноленты в гибридных интегральных схемах, способных значительно повысить производительность электронных устройств следующего поколения. Технология может пригодиться в промышленных и военных приложениях, таких как датчики, которые обнаруживают специфические химические и биологические виды и фотонных устройствах, которые манипулируют светом.

Один из авторов открытия Michael Arnold говорит, что их технология легко может быть расширена для массового производства и совместима с инфраструктурой, используемой в обработке полупроводников. Графен, лист из углерода, в один атом толщиной, проводит электричество и рассеивает тепло более эффективно, чем кремний, материал, наиболее часто применяемый в современных компьютерных чипах. Но использовать чтобы замечательные электронные свойства графена в полупроводниковых приложениях, где ток должен быть включен и выключен, графеновые наноленты должны быть меньше, чем 10 нанометров, то есть феноменально узкими. Кроме того, наноленты должны иметь ровные, четкие края, в которых углеродные связи, должны быть параллельны ленты.

Группа Arnold вырастила ультра-узкие наноленты с гладкими, ровными краями непосредственно на германиевых подложках с использованием процесса химического осаждения из паровой фазы. В этом процессе, исследователи начинают с метана, который адсорбируется на поверхности германия и разлагается с образованием различных углеводородов. Эти углеводороды реагируют друг с другом на поверхности, где они и образуют графен.

Регулируя скорость и время роста, исследователи могут легко настроить ширину ленты, сделав ее меньше, чем 10 нм. «Мы обнаружили, что когда графен растет на германии, он, естественно образует наноленты с очень гладкими, ровными краями» говорит Arnold. «Ширина может быть очень, очень узкой и длины ленты очень длинной, так что все желательные особенности, которые мы хотим получить в графеновой наноленте автоматически происходят, благодаря этой технике».