Графен состоит из слоя атомов углерода толщиной всего в один атом в виде сот и является предметом интенсивных исследований во всем мире. Благодаря высокому уровню гибкости в сочетании с превосходной стабильностью и электропроводностью графен имеет множество многообещающих применений, особенно в электронных компонентах.
Молекулы для развязки
Графен часто получают в результате химической реакции на металлических поверхностях в процессе, известном как химическое осаждение из паровой фазы.
Затем слой графена и нижележащий металл электрически связаны, что снижает некоторые из особых электрических свойств графена. Для использования в электронике графен необходимо переносить на изолирующие подложки в многоэтапном процессе, во время которого существует риск повреждения и загрязнения.
Поэтому для получения бездефектного чистого графена предпочтительно электрически отделить графен от металлической подложки и разработать метод, позволяющий упростить перенос без повреждения. Группа, возглавляемая профессором Эрнстом Мейером из факультета физики и Швейцарского института нанонаук (SNI) Базельского университета, исследует способы включения молекул между слоем графена и подложкой после процесса химического осаждения, что приводит к такому типу повреждений. разъединение.
Изменение электрических свойств
В исследовании, проведенном докторантом SNI Матиасом Шульцендорфом, ученые показали, что бромид калия идеально подходит для этого. Бромид калия представляет собой растворимую соль бромистого водорода. В отличие от химически подобного соединения хлорида натрия, молекулы бромида калия располагаются между слоем графена и медной подложкой.
Это было продемонстрировано исследователями в различных исследованиях с помощью сканирующей зондовой микроскопии.
Расчеты, выполненные коллегами из Университета Модены и Реджио-Эмилии (Италия), объясняют это явление: для системы более энергетически выгодно, если молекулы бромида калия располагаются между графеном и медью, чем если бы они были нанесены на графен – как это происходит. с хлоридом натрия.
Исследователи показали, что промежуточный слой бромида калия изменяет электрические свойства графена – до тех пор, пока они не станут соответствовать ожидаемым для свободного графена. «Наша работа продемонстрировала, что графен и лежащий в основе металл можно разделить с помощью бромида калия, что делает нас ключевым шагом ближе к производству чистого и бездефектного графена», – говорит руководитель проекта д-р.
Тило Глатцель, член команды Мейера.