Новый метод переноса графена позволит эффективнее производить микроэлектронику

Учёные Университета МИСИС, РУДН и РХТУ разработали более эффективный подход к переносу сверхтонкого графена на пластины для создания гибкой электроники и высокоскоростных вычислительных устройств. Эксперименты показали, что сопротивление перенесённого графена снижается почти в 18 раз в сравнении с применением традиционного метода. Этот показатель критически важен для производства микроэлектроники: чем ниже сопротивление, тем быстрее и эффективнее работают сенсоры и микрочипы.

Графен - это прочный, гибкий, сверхтонкий материал толщиной в один атом, который отлично проводит электричество и тепло, однако его сложно использовать в устройствах напрямую. Сначала материал нужно «вырастить» на металлической подложке, а затем аккуратно перенести на другую поверхность - например, кремниевую пластину.

«Традиционно для переноса графена в качестве поддерживающей плёнки чаще всего используют полиметилметакрилат, который впоследствии удаляется, но у этого подхода есть недостатки. Этот полимер не растворяется до конца и частично может оставаться на поверхности и даже вступать в химическую реакцию с графеном. В результате появляются дефекты, трещины и загрязнения, которые снижают качество материала, от которого напрямую зависит работа устройств», - отметила один из авторов исследования, студентка кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ МИСИС Дарья Хлебникова.

Учёные предложили использовать не полиметилметакрилат, а другой полимер - полибутилметилакрилат, который слабее взаимодействует с графеном и меньше повреждает его при переносе, что позволяет сохранять высокую электропроводность. Материал легче синтезировать в лаборатории благодаря более доступному исходному веществу - бутилметакрилату, что упрощает технологическую цепочку, делая перенос графена эффективнее. Подробности исследования опубликованы в научном журнале Next Materials (Q1).

«Графен, перенесённый с помощью полибутилметакрилатного полимера, продемонстрировал превосходную однородность, меньшее количество трещин и загрязнений, а также сниженное сопротивление -- один из ключевых параметров для микроэлектроники. Иными словами, предложенный подход позволяет перенести графен с минимальными потерями его полезных свойств», - рассказала к.ф.-м.н. Екатерина Гостева, доцент кафедры материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ МИСИС.