Автор AZoNano 7 мая 2021 года

Лаборатория Университета Райса адаптировала свой метод лазерно-индуцированного графена для создания изображений проводящего материала с высоким разрешением микронного масштаба для бытовой электроники и других приложений.

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 переконфигурироваться в пленки из 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.

Подробная информация о процессе PR-LIG опубликована в журнале Американского химического общества ACS Nano .

«Этот процесс позволяет использовать графеновые проволоки 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 примерно 10 микрон в ширину и 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 маленьких для схемотехники, побудило лабораторию оптимизировать свой процесс.

«Прорыв был в тщательном контроле параметров процесса, », – сказал Бекхэм. «Маленькие 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 позитивный фоторезист представляет собой жидкость перед тем, как его наливают на подложку для лазерной генерации, легко легировать сырье металлами или другими добавками, чтобы адаптировать его к применению, сказал Тур.

Потенциальные области применения включают микросуперконденсаторы на кристалле, функциональные нанокомпозиты и микрофлюидные матрицы.

Соавторами являются студент Джон Тианси Ли, выпускник Майкл Стэнфорд и аспиранты Вэйин Чен, Эмили МакХью, Пол Адвинкула, Кевин Висс и Ю Чьян из Райса; и выпускник Уокер Болдман и Филип Рэк, профессор и Леонард Г. Пенленд, заведующий кафедрой материаловедения и инженерии Университета Теннесси в Ноксвилле. Тур – это T.T. и W.F. Кафедра химии Чао, а также профессор компьютерных наук, материаловедения и наноинженерии в Райс.

Исследование поддержали Управление научных исследований ВВС США, Национальный научный фонд и Министерство энергетики.

Источник: https://www.rice.edu/