Бромид калия, используемый при производстве графена на поверхности меди, может дать лучшие результаты

Использование бромида калия в производстве графена на поверхности меди может привести к улучшению результатов.

Молекулы бромида калия (розовые) располагаются между медной подложкой (желтая) и графеновым слоем (серый). Это вызывает электрическую развязку, как показали исследования с помощью сканирующей зондовой микроскопии. (Изображение предоставлено: Базельский университет, физический факультет)

Когда молекулы бромида калия выстраиваются между медью и графеном, это приводит к электронной развязке. Физики из университетов Базеля, Модены и Мюнхена сообщили в журнале ACS Nano что это изменяет электрические свойства получаемого графена, приближая их к чистому графену.

Графен состоит из слоя атомов углерода толщиной всего один атом, расположенных в виде сот. Это было центром обширных международных исследований. Благодаря высокому уровню гибкости, а также исключительной электрической проводимости и стабильности графен имеет ряд потенциальных применений, особенно в электронных компонентах.

Молекулы для отделения

Графен обычно развивается посредством химической реакции на металлических поверхностях в процессе, называемом химическим осаждением из паровой фазы. После этого слой графена и находящийся под ним металл электрически соединяются, что ослабляет некоторые уникальные электрические свойства графена. Для использования в электронике графен должен быть перенесен на изолирующие подложки в многоэтапном процессе; во время этого процесса он подвержен загрязнению и повреждению.

Чтобы получить бездефектный чистый графен, таким образом, лучше электрически отделить графен от металлической подложки и разработать технику, которая обеспечивает более легкую передачу без повреждения. Команда, возглавляемая профессором Эрнстом Мейером из кафедры физики и Швейцарского института нанонауки (SNI) Университета Базеля, занимается поиском методов интеграции молекул между графеновым слоем и подложкой после процесса химического осаждения, что приводит к такому типу разъединение.

Изменение электрических свойств

В исследовании, проведенном докторантом SNI Матиасом Шульцендорфом, исследователи продемонстрировали, что бромид калия хорошо подходит для этого. Бромид калия, растворимая соль бромистого водорода, отличается от химически подобного соединения хлорида натрия тем, что его молекулы выравниваются между графеновым слоем и медной подложкой. Это было показано учеными в ряде исследований с помощью сканирующей зондовой микроскопии.

Расчеты, выполненные коллегами из Университета Модены и Реджо-Эмилии (Италия), описывают это явление: энергетически выгоднее для системы, если молекулы бромида калия выравниваются между графеном и медью, чем если бы они наносились на графен – как это происходит с хлоридом натрия.

Ученые продемонстрировали, что промежуточный слой бромида калия изменяет электрические свойства графена, пока они не соотносятся с обычными для свободного графена.

Наша работа показала, что графен и лежащий в его основе металл можно отделить с помощью бромида калия, что приблизило нас к ключевому шагу к производству чистого и бездефектного графена .

Доктор Тило Глатцель, руководитель проекта и член команды Мейера.

Source link