روشی ارزان برای سنتز گرافن در میکروالکترونیک‌های سیلیکونی
در دهه گذشته گرافن برای خواص نوری، الکتریکی مکانیکی و ساختاری آن به شدت مورد مطالعه قرار گرفته است.
به گزارش خبرنگار حوزه فن‌آوری گروه علمی پزشکی باشگاه خبرنگاران جوان و به نقل از سایت phys.org گرافن در مقیاس ویفر به عنوان الکترودی که با پتانسیل‌ها در تماس است می‌تواند یک جز ضروری در مدارهای میکروالکترونیک محسوب شود اما اکثر روشهای ساخت گرافن با میکروالکترونیک های سیلیکونی سازگاری ندارد و در نتیجه روند پیشرفت گرافن برای تولید مواد مفید را متوقف می‌کند.
در حال حاضر محققان در دانشگاه کره، سئول، یک روش آسان و میکروالکترونیک سازگار به رشد گرافن در مقیاس ویفر و با سنتز چند لایه گرافن روی زیرلایه سیلیکونی توسعه داده‌اند و با موفقیت رو به رو شدند.
گرافن با ضخامت تک اتمی خود می‌تواند انقلابی در دستگاههای الکترونیکی به پا کند و منجر به ساخت ترانزیستورهایی با سرعت بالاتر، سلولهای خورشیدی ارزان‌تر، سنسورهای نسل جدید و دستگاههای بیولوژیکی کارآمدتر می‌شود.
برای یکپارچه‌سازی گرافن به میکروالکترونیک سیلیکون پیشرفته می‌بایستی مقدار باقی مانده گرافن بر روی ویفرهای سیلیکونی در دمای پایین، که روشهای سنتز گرافن معمولی به دست نمی‌آید،رسوب کند.
Jhyun kim استاد دانشکده مهندسی شیمی و زیستی در دانشگاه کره جنوبی معتقد است کار ما نشان می‌دهد که روش کاشت یون کربن، پتانسیل بالایی برای سنتز مستقیم گرافن در مقیاس وبفر دارد. کشف یک دهه پیش گرافن را در حال حاضر به عامل تولید باریک‌ترین، سبک‌ترین و قوی‌ترین مواد در جهان تبدیل شده است.
گرافن کامل انعطاف‌پذیر و شفاف و در عین حال ارزان و غیرسمی است این ماده می‌تواند جایگزین مس باشد زیرا حتی در دمای اتاق الکترونها را بدون مقاومتی منتقل می‌کند و این ویژگی حمل و نقل بالستیک بسیار اهمیت دارد.
Kim می‌گوید در میکروالکترونیک‌های سیلیکون گرافن‌ها نقش الکترود را دارند و به نیمه هادی‌ها به شکل مدارهای الکترونیکی مورد نظر متصل می‌شود.
اما در دمای بالا ممکن است اسپک فلزی و انتشار غیرعمدی ناخالص جهت تغلیظ رخ دهد.
اگرچه روش ساخت گرافن معمولی از رسوب بخار شیمیایی به طور گسترده‌ای برای سنتز گرافن در نوار مس و نیکل استفاده می‌شود اما روشی مناسب برای الکترونیک سیلیکونی نمی‌باشد زیرا به دمای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد نیاز دارد.
Kim می‌گوید گرافن منتقل شده بر روی بستر اغلب ترکهایی ایجاد می‌کند انگیزه ما توسعه روشی به منظور سنتز مستقیم و با کیفیت بالا می‌باشد تا از ایجاد این ترکها جلوگیری شود.
روش kim در کاشت یون یک تکنیک سازگار با میکروالکترونیک‌‌هاست به طور معمول برای معرفی ناخالصی‌های نیمه هادی معرفی می‌شود.
در این فرآیند یونهای کرین تحت یک میدان الکترونیکی شتاب می‌گیرند و روی یک سطح لایه لایه از نیکل، دی‌اکسید سیلیکون و سیلیکون در دمای 500 درجه سانتیگراد بمباران می‌شود لایه نیکل با حلالیت بالای کربن به عنوان یک کاتالیزور در سنتز گرافن استفاده می‌شود.
Kim می‌گوید: دمای پخت فعال با انجام کاشت یون در دمای بالا کاهش می‌یابد.
Kim و همکارانش معتقدند روشی که ارایه دادند روش سنتز مقیاس‌پذیر و قابل کنترل است و به ما اجازه می‌دهد گرافنی بزرگتر از ویفر سیلیکون (بیش از 300 میلیمتر) تولید کنیم.
گام بعدی محققان کاهش بیشتر درجه حرارت در فرایند سنتز و کنترل ضخامت گرافن برای ساخت است.
انتهای پیام/
