Алмаз-графеновый материал для электроники разработали в Новосибирске

Новосибирск. 23 июня. ИНТЕРФАКС - Ученые Института неорганической химии им. А. В. Николаева Сибирского отделения РАН отработали два способа по созданию графенового слоя на поверхности алмазной пленки, что в перспективе позволит создать эффективную электронную схему, сообщает издание СО РАН "Наука в Сибири".

"При нанесении металлического покрытия и последующем низкотемпературном отжиге поверхность алмаза трансформируется, образуя достаточно тонкое и прочно связанное с алмазом графеновое покрытие. Локальная графитизация алмазной пленки позволит создать электронную схему на подложке без дополнительных металлических контактных слоев", - говорится в сообщении.

Отмечается, что алмаз - хороший диэлектрик, устойчивый к воздействию высоких напряжений и ионизирующему излучению, графен - модификация углерода, представляющая собой двумерный лист углерода толщиной в один атом, отличается высокой электропроводностью, и комбинация этих материалов открывает возможность для развития углеродной электроники нового поколения, в которой электрический сигнал будет подаваться по графеновым дорожкам к полупроводниковым алмазным элементам.

Тонкий слой металла (обычно это железо, никель или молибден) наносят на поликристаллическую пленку с помощью магнетронного напыления через трафарет. После этого пленку переносят в печь и отжигают в бескислородной атмосфере.

Было установлено, что при 700-800С получается электропроводящий графеновый слой.

Второй способ - воздействие на алмазную подложку импульсным ультрафиолетовым лазером: при попадании лазерного луча на поверхность алмазной пленки энергия света мгновенно преобразуется в тепло, которое сильно разогревает тонкий верхний слой.

Из-за быстрого разогрева этот слой моментально превращается в пар (происходит абляция), остаются небольшие углубления, так называемые абляционные кратеры. Одновременно графитизируются верхние слои толщиной около 400 нм. При этом можно нарисовать желаемую разводку (топологию интегральной платы) с высоким разрешением за минуты, в то время как отжиг занимает полчаса или час.

Ученые прошлись лазером вдоль алмазной пленки и сформировали решетки с периодом 200-400 микрон, которые полностью состоят из атомов углерода и действуют как специальные фильтры для сверхбыстрого светового излучения, способного менять частоту и направление волны.

Изготовленная решетка интересна, в частности, для терагерцовой оптики, поскольку алмаз обладает низким собственным поглощением в этом частотном диапазоне.