{"id":2580,"date":"2010-04-09T23:27:15","date_gmt":"2010-04-09T20:27:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=2580"},"modified":"2010-06-28T13:00:54","modified_gmt":"2010-06-28T10:00:54","slug":"grafeenkiled-uletavad-suure-tootmisprobleemi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=2580","title":{"rendered":"Grafeenkilede tootmisprobleemi \u00fcletamine"},"content":{"rendered":"

Grafeen on<\/strong> potentsiaalne tuleviku elektroonikat\u00f6\u00f6stuse superstaar. T\u00e4nu ebatavaliselt h\u00e4sti liikuvatele elektronidele, mis suudavad materjali l\u00e4bida pea valguse kiirusel – 100 korda kiiremini kui elektronid l\u00e4bivad r\u00e4ni – saaks grafeeni kasutada \u00fclikiiretes transistorites v\u00f5i arvuti m\u00e4lukiipides.\u00a0 Grafeeni ebatavaline meek\u00e4rje sarnane struktuur on v\u00e4ga painduv ning mehaaniliselt vastupidav, samuti on sel unikaalsed optilised omadused, mis teevad\u00a0selle kasutatavaks suures hulgas seadmetes nii elektroonikas kui fotoonikas. Kuid \u00fckski probleemidest, mis takistab grafeeni saamast\u00a0\u00fcheks k\u00f5rgtehnoloogilistest materjalidest, pole nii oluline kui \u00f5ppida\u00a0seda\u00a0valmistama hea kvaliteediga ning suurtes kogustes. <\/strong><\/p>\n

\n
\"(a)

(a) Optiline pilt CVD grafeenkilest 450 nanomeetri paksusel vasekihil kujutab metallil olevaid s\u00f5rmekujulisi moodustisi. (b) Raman 2D spektraalkujutis metalli ,,s\u00f5rmede'' vahel olevast grafeenkilest vasakul pildil esile toodud alal. Pilt: Yuegang Zhang<\/p><\/div>\n

,,Enne, kui grafeeni \u00fclih\u00e4id elektroonilisi omadusi seadmetes rakendada v\u00f5imalik on, tuleb v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tada meetod mittejuhtivale substraadile kinnitunud homogeense struktuuriga grafeenkilede valmistamiseks,” \u00fctles Yuegang Zhang<\/strong>, materjaliteadlane Lawrence Berkeley National Laboratory<\/strong>‘st.\u00a0Praegused tootmismeetodid, mis p\u00f5hinevad mehaanilisel kraapimisel(grafiidilt kraabitakse maha kiht aatomeid – grafeen, toim.) v\u00f5i \u00fclik\u00f5rgel vaakum karastamisel on siiski t\u00f6\u00f6stusliku tootmise jaoks ebasobivad. Lahusep\u00f5hisel sadestusmeetodil ning keemilisel redutseerimisel saadud grafeenkiled on halva v\u00f5i eba\u00fchtlase kvaliteediga.<\/div>\n

Zhang ning kollegid Berkeley Lab Molecular Foundry’st on teinud suure sammu selle probleemi \u00fcletamise suunas. Nad kasutasid edukalt \u00fchekihiliste grafeenkilede valmistamiseks dielektrilisele substraadile\u00a0otsest keemilist aursadestusmeetodit(chemical vapor deposition ehk CVD). Tulemusena vasekihi t\u00fckid eraldusid loikude v\u00f5i tilkadena ning aurustusid seej\u00e4rel. L\u00f5pptulemuseks oli \u00fchekihiline grafeenkile dielektrikul.<\/p>\n

,,See on elektrooniliste rakenduste vaatepunktist oluline edusamm, sest CVD on praegu juba pooljuhtt\u00f6\u00f6stuses laialdaselt kasutatav,” s\u00f5nas Zhang. ,,Samuti on meil v\u00f5imalik saada uusi teadmisi grafeeni kasvatamisest metall-katal\u00fcsaator pindadele j\u00e4lgides selleks kihtide arengut p\u00e4rast vase aurustumist. See paneb tugeva aluse protsessi edasisele kontrollimisele ning laseb meil kile omadusi kohandada v\u00f5i valmistada soovitud vorme, n\u00e4iteks grafeen nanoribasid.”<\/p>\n

Zhangi ja kolleegide artikkel pealkirjaga “Direct Chemical Vapor of Graphene on Dielectric Surfaces” ilmus ajakirjas Nano\u00a0Letters<\/em>. Artikli kaasautoriteks olid Ariel Ismach, Clara Druzgalski, Samuel Penwell, Maxwell Zheng, Ali Javey ning Jeffrey Bokor, k\u00f5ik Berkeley Laboratooriumist.<\/p>\n

Oma uurimuses kasutasid teadlased vaskkilede(paksusega 100-450 nanomeetrit) sadestamiseks elektronkiiraurustamist. Vask valiti seet\u00f5ttu, et madala s\u00fcsiniklahustuvusega metallkatal\u00fcsaatorina eeldati protsessis paremat kontrolli valmistatavate grafeenkihtide arvu \u00fcle. Katsetati erinevaid dielektrilisi substraate, kaasa arvatud \u00fchekristallilist kvartsi, safiiri, r\u00e4nidioksiidi ning r\u00e4nioksiidist toorikkristalli. Grafeeni CVD viidi l\u00e4bi 1000 kraadi Celsiuse juures ning protsess kestis 15 minutist kuni 7 tunnini.<\/p>\n

,,Tegime nii, et saaksime uurida kile paksuse erinevat m\u00f5ju, substraadi t\u00fc\u00fcpi ning CVD kasvuaega grafeeni valmistamisel,” seletas Zhang.<\/p>\n

Kombinatsioon skaneerivast Raman’i\u00a0kujutamisest ja spektroskoopiast, lisaks skaneeriv elektron- ja aatomj\u00f5umikroskoopia lubas kinnitada pideva \u00fchekihilise grafeenkilest katte olemasolu\u00a0dielektrilise substraadi metallivabadel aladel laiusega k\u00fcmneid ruutmikromeetreid.<\/p>\n

\"Grafeenkile

Grafeenkile valmistamiseks (a) aurustati \u00f5huke kiht vaske dielektrilisele pinnale; (b) CVD abil sadestati grafeenkiht vasele; (c) vask eraldub ning aurustub; (d) j\u00e4rele j\u00e4\u00e4b grafeenkile, mis kinnitub otse dielektrilisele substraadile. Pilt: Yuegang Zhang<\/p><\/div>\n

,,Edasised edusammud vase eraldumise ning aurustumise kontrolli \u00fcle v\u00f5ivad viia\u00a0grafeeni sadestamiseni alusele meile sobiva paigutusega elektrooniliste seadmete suureskaalalisel tootmisel. Seda meetodit on v\u00f5imalik ka \u00fcldistada ning kasutada teiste kahem\u00f5\u00f5tmeliste materjalide, n\u00e4iteks boornitriidi,\u00a0sadestamiseks,” lisas Zhang.<\/p>\n

Isegi vagude ilmumine grafeenkilel kohtadesse,\u00a0kust vask eraldunud oli, v\u00f5ib pikas perspektiivis kasulikuks osutuda. Kuigi eelnevad uurimust\u00f6\u00f6d on v\u00e4ljendanud arvamust, et vagudel grafeenkiles on negatiivne m\u00f5ju selle elektroonilistele omadustele, sest tekkivad moonded v\u00e4hendavad elektronide liikuvust, arvab Zhang, et vagusid on v\u00f5imalik p\u00f6\u00f6rata meie kasuks.<\/p>\n

,,Kui me \u00f5pime kontrollima vagude tekkimist kiledes peaksime olema suutelised\u00a0muutma tekkivaid moonutusi ning seel\u00e4bi kohandama grafeenkile\u00a0elektroonilisi omadusi,” lisab ta. ,,Vagude tekkimise edasine uurimine v\u00f5ib meile anda ka olulisi uusi vihjeid grafeen-nanoribade moodustumisest.”<\/p>\n

Allikas:<\/strong> physorg.com<\/p>\n

Loe lisaks:<\/strong><\/p>\n

Artikkel lehel physorg.com: http:\/\/www.physorg.com\/news189954890.html<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Grafeen on potentsiaalne tuleviku elektroonikat\u00f6\u00f6stuse superstaar. T\u00e4nu ebatavaliselt h\u00e4sti liikuvatele elektronidele, mis suudavad materjali l\u00e4bida pea valguse kiirusel – 100 korda kiiremini kui elektronid l\u00e4bivad r\u00e4ni – saaks grafeeni kasutada \u00fclikiiretes transistorites v\u00f5i arvuti m\u00e4lukiipides.\u00a0 Grafeeni ebatavaline meek\u00e4rje sarnane struktuur on v\u00e4ga painduv ning mehaaniliselt vastupidav, samuti on sel unikaalsed optilised omadused, mis teevad\u00a0selle kasutatavaks […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[45],"class_list":{"0":"post-2580","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-rakenduslik-teadus","7":"category-teadusuudis","8":"tag-grafeengrafaan","9":"entry","10":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2580","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2580"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2580\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2580"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2580"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2580"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}