Розроблена технологія виробництва графенових нанострічок, що володіють напівпровідниковими властивостями
Вчені з Інституту досліджень властивостей полімерів Макса Планка (Max Planck Institute for Polymer Research, MPI-P) досягли успіху в розробці методу виробництва довгих графенових нанострічок заздалегідь визначеної форми з чіткими рівними краями. Крім цього, ці наноленты, мають чітку кристалічну структуру і виготовлені за допомогою методу "висхідного" хімічного синтезу, володіють яскраво вираженими напівпровідниковими властивостями, властивостями, яких позбавлений графен в його чистому вигляді.
Під терміном напівпровідникові властивості тут мається на увазі наявність у графенової наноленты так званої електронної забороненої зони. Наявність цієї зони дозволяє реалізувати керування рухом електронів через наноленту та керування оптичними властивостями цього матеріалу. Такі особливості цього матеріалу дозволять використовувати графенові наноленты в різних електронних пристроях, таких як польові транзистори, які можуть стати набагато більш ефективні, ніж традиційні транзистори, виготовлені з кремнію.
"Всі існуючі методи виготовлення графенових нанострічок базуються на "спадних" технологіях, таких як порізка графенової плівки з допомогою літографії або "розстібання змійки" у вуглецевої нанотрубки" - розповідають дослідники в статті, опублікованій в журналі Nature Chemistry, - "Ці методи дозволяють надати напівпровідникові властивості нанолентам, але їх продуктивність залишає бажати кращого, а одержувані наноленты мають дуже нерівні краї і форми, що значно ускладнює їх практичне використання".
Метод "висхідного" хімічного синтезу графенових нанострічок полягає в хімічному осадженні матеріалу із спеціального розчину на спеціально підготовлену поверхню. Це дозволяє отримати високоякісний графен, практично не має дефектів кристалічної решітки, краї якого мають чіткі та рівні межі, пов'язані двома видами хімічних радикалів.
"Метод осадження графену з розчину дозволяє реалізувати синтез нанострічок практично будь-якої довжини. Нам вдавалося синтезувати наноленты, довжиною більше 200 нанометрів, що значно перевищує ті 50 нанометрів довжини, які виходять за допомогою "спадних" засобів виробництва" - розповідає професор Ксинглиэнг Фенг (Xingliang Feng), - "На жаль, про виготовлення графенових транзисторів за допомогою розробленої нами технології ми ще й не замислювалися, але вона ідеально підходить для інших застосувань, наприклад, для виробництва високоефективних сонячних батарей".
Слід зауважити, що дані дослідження проводилися вченими в рамках європейської програми "Графен Flagship", програми з бюджетом майже в мільярд євро, кінцевою метою якої є розробка різноманітних технологій виготовлення і використання графена в практичних цілях.