Лазерно-индуцированный графен (LIG), представленный в 2014 году химиком Райса Джеймсом Туром, включает сжигание всего, что не является углеродом, из полимеров или других материалов, позволяя атомам углерода преобразовываться в пленки характерного гексагонального графена.
В этом процессе используется коммерческий лазер, который «записывает» графеновые узоры на поверхности, которые на сегодняшний день включают дерево, бумагу и даже продукты питания.
Новая итерация позволяет записывать тонкие узоры графена в фоторезистивные полимеры, светочувствительные материалы, используемые в фотолитографии и фото гравировке.
Обжиг пленки увеличивает содержание углерода, а последующая генерация затвердевает прочный графеновый узор, после чего нелазированный фоторезист смывается.
Подробности процесса PR-LIG опубликованы в журнале Американского химического общества ACS Nano.
«Этот процесс позволяет использовать графеновые провода и устройства в более традиционной кремниевой технологии», – сказал Тур. "Это должно позволить перейти на основные электронные платформы."
По словам исследователей, лаборатория Райса произвела линии LIG шириной около 10 микрон и толщиной в сотни нанометров, что сравнимо с теми, которые сейчас достигаются более громоздкими процессами, в которых используются лазеры, прикрепленные к сканирующим электронным микроскопам.
По словам аспиранта Джейкоба Бекхэма, ведущего автора статьи, создание линий LIG, достаточно малых для схемотехники, побудило лабораторию оптимизировать свой процесс.
«Прорыв был в тщательном контроле параметров процесса», – сказал Бекхэм. «Небольшие полосы фоторезиста поглощают лазерный свет в зависимости от их геометрии и толщины, поэтому оптимизация мощности лазера и других параметров позволила нам получить хорошее преобразование при очень высоком разрешении."
Поскольку положительный фоторезист представляет собой жидкость перед тем, как его наливают на подложку для лазерной генерации, легко легировать сырье металлами или другими добавками, чтобы настроить его для применения, сказал Тур.
Возможные области применения включают микросуперконденсаторы на кристалле, функциональные нанокомпозиты и микрофлюидные матрицы.