Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Технологичный графен

15.01.2015 Hi-tech

По окончании первых сенсационных сообщений в 2004 г. об экспериментальном изучении графена (монослой графита) [1] к нему сохраняется громадный научный и практический интерес.

Научный интерес позван совсем необыкновенной зонной структурой: носители заряда (дырки и электроны) имеют нулевую действенную массу. Практический интерес позван тем, что в совершенном графене ожидается огромная подвижность носителей, подобная подвижности в углеродных нанотрубках, т.е. порядка 100 000 см2/В·с при комнатной температуре. До тех пор пока, действительно, получено 10 000 см2/В·с. Все равно это на порядок выше, чем подвижность носителей в чистом кристаллическом кремнии.

Высокая подвижность, в конечном счете, обуславливает высокое быстродействие устройств, к примеру, транзисторов.

Необходимо заметить, что привлекательным есть не только однослойный подлинный графен, но и графен, складывающийся из нескольких слоев (FLG). У него, в отличие от подлинного графена, уже имеется запрещенная территория, как у простых полупроводников. Наличие запрещенной территории разрешает сделать ток закрытого состояния полевого транзистора малый, что принципиально важно для громадных логических схем.Технологичный графен

Но первые структуры из графена были очень нетехнологичными. Чешуйки графита осаждали на подложку (в большинстве случаев это был слой оксида кремния на кремнии). Среди них были и однослойные (подлинный графен), и двухслойные, и многослойные. Позже их «нашаривали» атомно-силовым микроскопом и наносили сверху железные электроды. Ясно, что для практических целей такая разработка совсем не годилась.

Естественной мечтой стала эпитаксиальная разработка: выращивание слоя графена конкретно на подложке.

Японские исследователи из Tohoku University и CREST совсем сравнительно не так давно добились выдающегося результата [2] в этом направлении. Вообще-то, эпитаксиальным ростом графена на карбиде кремния SiC занимаются с 1995 г. Но подложки из этого материала неудобны. Предпочтительны кремниевые подложки, каковые и употребляются в современной микроэлектронной индустрии. Компромисс пребывает в том, что на кремниевой подложке сначала выращивают слой SiC (т.н. виртуальная подложка), а позже на нем – графен.

Единственный тип SiC, что растет на кремнии – это (3С-)SiC. Всего же политипов карбида кремния порядка 200. Авторы выбрали особенную ориентацию кремниевой подложки ((110) вместо (111)), дабы кристаллическая симметрия поверхности согласовывалась с сотовой структурой графена. К сожалению, симметрия хорошая, но рассогласование постоянных решеток образовывает 20 процентов.

Это ведет к напряжениям, а они, со своей стороны – к недостаткам. Посредством некоторых уловок авторам удалось снизить температуру процесса эпитаксии на 200°С и взять рекордно идеальные слои графена, о чем свидетельствует малая ширина пиков на спектрах рамановского рассеяния (рис.).

На рисунке – спектры рамановского рассеяния для графита на SiO2 (внизу), графена на виртуальной подложке (в середине) и графена на SiO2 (вверху).

В. Вьюрков

Создатель признателен В.И. Рыжию за предоставленный материал.

  • 1. K. S. Novoselov et al. Science 306, 666 (2004)
  • 2. M. Suemitsu et al. Presented at 14th Int. Conf. Solid Films and Surfaces, Dublin, June 30, 2008 (submitted to e-Journal of Surface Science and Nanotechnology)

Случайные записи:

Донецкие учёные совершили технологический прорыв! 10.02.2017, \


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,