Специалисты Массачусетского технологического института нашли способ изготавливать более гладкий графеновый лист, рельеф которого меньше тормозит движение электронов.

Графен рассматривается как потенциальный заменитель кремния в электронике. Ученые годами наблюдали, как электроны проходят через этот материал на скоростях, близких к скорости света. Но с применением графена на практике возникли проблемы из-за сложности производства. При традиционных методиках изготовления на графеновых листах образуются морщины, мешающие движению частиц. Специалисты МТИ предложили способ производства более гладких структур и метод удаления неровностей с уже готовых поверхностей. Результаты их исследования представлены в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда заявляет, что их технология позволила успешно создать однодоменные пластины графена с равномерной атомной структурой и электронными свойствами. Частицы проходят через каждую плату с одинаковой скоростью, учитывая регионы, где раньше были морщины.

«Теперь мы действительно можем производить однодоменный графен в масштабах пластины», — сказал Джихван Ким.

Чтобы избежать появления морщин, исследователи заменили химическое осаждение из паровой среды (CVD), традиционно используемое для производства графена, на создание монокристаллического материала из пластины карбида кремния. Такой подход автоматически разглаживает поверхность, оставляя наномерные морщинки. Пластина графена извлекается с помощью тонкого листа никеля.

В этом исследовании команда предложила способ разгладить оставшиеся дефекты рельефа. Для этого графен помещается на кремниевую пластину, которая окисляется. Полученный оксид, за счет электростатики, притягивают атомы углерода, выравнивая материал. Ким отметил, что на пластинах, созданных за счет CVD, метод не сработает из-за большего размера неровностей.