Автор AZoNano 24 февраля 2021

Рентгеновское сканирование произвело революцию в лечении, позволив нам заглянуть внутрь человека без хирургического вмешательства. Точно так же терагерцовая спектроскопия проникает через графеновые пленки, позволяя ученым составлять подробные карты их электрического качества, не повреждая и не загрязняя материал.

Graphene Flagship собрал вместе исследователей из академических кругов и промышленности для разработки и совершенствования этой аналитической техники, и теперь готов новый измерительный инструмент для определения характеристик графена.

Работа стала возможной благодаря совместной среде, предоставленной европейским консорциумом Graphene Flagship, с участием ученых из партнеров Graphene Flagship, DTU, Дания, IIT, Италия, Университета Аалто, Финляндия, AIXTRON, Великобритания, imec, Бельгия, Graphenea , Испания, Варшавский университет, Польша, и Thales R&T, Франция, а также сотрудники в Китае, Корее и США.

Графен часто «зажат» между множеством различных слоев и материалов, используемых в электронных и фотонных устройствах. Это усложняет процесс оценки качества. Терагерцовая спектроскопия упрощает жизнь.

Он отображает инкапсулированные материалы и показывает качество графена под ним, обнажая недостатки в критических точках процесса изготовления. Это быстрая неразрушающая технология, которая исследует электрические свойства графена и слоистых материалов без необходимости прямого контакта.

Развитие методов характеризации, таких как терагерцовая спектроскопия, имеет фундаментальное значение для ускорения крупномасштабного производства, поскольку они гарантируют, что устройства на основе графена будут производиться последовательно и предсказуемо, без недостатков. Контроль качества предшествует доверию. Благодаря другим разработкам, впервые разработанным компанией Graphene Flagship, таким как производство графена и слоистых материалов с рулона на рулон, технология изготовления готова сделать следующий шаг. Терагерцовая спектроскопия позволяет нам наращивать производство графена, не теряя из виду его качество.

«Это метод, который нам нужен, чтобы соответствовать высокопроизводительным уровням производства, обеспечиваемым Graphene Flagship», объясняет Питер Бёггильд из DTU, партнера Graphene Flagship. «Мы уверены, что терагерцовая спектроскопия в производстве графена станет такой же рутинной процедурой, как рентгеновское сканирование в больницах», – добавляет он . «Фактически, благодаря терагерцевой спектроскопии вы можете легко нанести на карту даже образцы графена метрового масштаба, не касаясь их, что невозможно с некоторыми другими современными методами».

Кроме того, Graphene Flagship в настоящее время изучает, как применить терагерцовую спектроскопию непосредственно в линиях производства графена с рулона на рулон и ускорить получение изображений.

Сотрудничество было ключом к этому достижению. Исследователи Graphene Flagship в академических учреждениях тесно сотрудничали с ведущими производителями графена, такими как партнеры Graphene Flagship AIXTRON, Graphenea и IMEC. «Это лучший способ убедиться, что наше решение актуально для наших конечных пользователей, компаний, которые производят графен и слоистые материалы в промышленных масштабах», – говорит Бёггильд.

«Наша публикация представляет собой комплексное тематическое исследование, которое подчеркивает универсальность и надежность терагерцовой спектроскопии для контроля качества и должно помочь нашим коллегам применить эту технику ко многим промышленно значимым подложкам, таким как кремний, сапфир, карбид кремния и полимеры. ", – добавляет он.

Установление стандартов – важный шаг при разработке любого нового материала, чтобы гарантировать, что он безопасен, подлинен и будет предлагать надежные и стабильные характеристики.

Вот почему у Graphene Flagship есть специальная рабочая группа, занимающаяся стандартизацией графена, измерительными и аналитическими методами и производственными процессами.

Недавно разработанный метод терагерцовой спектроскопии скоро станет стандартной технической спецификацией благодаря работе Флагманского комитета по стандартизации графена. «Это, несомненно, ускорит внедрение этой новой технологии, так как в ней будет показано, как анализ и сравнение образцов графена могут быть выполнены воспроизводимым способом», объясняет Питер Джепсен из Graphene Flagship Partner DTU, который является соавтором. авторы исследования. «Терагерцовая спектроскопия – это еще один шаг к повышению доверия к продуктам, содержащим графен», – заключает он .

Амайя Зурутуза, соавтор статьи и научный директор компании Graphene Flagship, партнера Graphenea, говорит: «В Graphenea мы убеждены, что терагерцовая визуализация может позволить разработать методы контроля качества, способные обеспечить соответствие производственным требованиям. и предоставление соответствующей информации о качестве графена, которая необходима на нашем пути к успешной индустриализации графена ».

Турид Гспанн, председатель Флагманского комитета по стандартизации графена, говорит: «Ожидается, что этот терагерцовый [spectroscopy] метод получит широкое распространение в промышленности. Он не требует какой-либо специальной подготовки образцов и представляет собой метод картирования, который позволяет позволяет анализировать большие площади с экономией времени ».

Марко Романьоли, руководитель подразделения Graphene Flagship по интеграции электроники и фотоники, добавляет: «Инструмент терагерцовой спектроскопии для приложений в масштабе пластин представляет собой современную систему с высоким TRL для определения характеристик многослойных стопок на пластинах. содержащие CVD-графен. Он работает за короткое время и с хорошей точностью и обеспечивает основные интересующие параметры, такие как подвижность носителей, проводимость, время рассеяния и плотность носителей. Это важное техническое достижение также является примером преимущества быть частью большого совместного проекта, такого как Graphene Flagship ».

Андреа К. Феррари, сотрудник по науке и технологиям Graphene Flagship и председатель его группы управления, добавляет: « И снова исследователи Graphene Flagship выступают первопроходцами в новой технике определения характеристик, чтобы способствовать развитию графеновой технологии. помогает нам неуклонно продвигаться по нашей дорожной карте инноваций и технологий и будет способствовать промышленному внедрению графена в широком диапазоне приложений ».

Источник: https://graphene-flagship.eu/