21 ноября 2022, 19:00

Новый метод позволит создать графеноподобные структуры для гибкой электроники

Материаловедение
Микроэлектроника
Новые методики
Новый метод позволит создать графеноподобные структуры для гибкой электроники
Слева: Изображение графена, инкапсулированного в полимере носителе, полученное с помощью методов сканирующей электронной микроскопии. Справа: Последовательность этапов одного из заявленных способов получения гибких и прозрачных электронных компонентов
Источник: Патент №2778215

Гибкая и прозрачная электроника пока что кажется чем-то из области фантастики или дорогих «игрушек», которые не очень-то и нужны. Однако эта технология рано или поздно станет обычной для повседневной жизни: носимые медицинские датчики, недорогие экраны, которые можно свернуть и положить в сумку, окна, на которых можно проецировать изображение, и многое другое.

Как и в любой электронике, в подобных устройствах нужны проводниковые материалы. Сейчас чаще всего используются металлические сетки, внедренные в полимер или стекло, как правило металл — медь, серебро, реже золото и платина. Прочем, подобные структуры не полностью прозрачны, и поглощают примерно третью часть проходящего света. Альтернативой может стать более прозрачный графен, к тому же показывающий большую устойчивость к изгибам. Его производство также дешевле и экологичнее, однако и здесь есть проблема, если говорить даже о наиболее используемом подходе:

«Для выращивания графена традиционно используется плоская временная подложка. В методе Ленгмюра — Блоджетт, после синтеза ее растворяют, и графеновая пленка остается плавать на поверхности жидкости. Под нее подводят постоянную подложку нужной формы, и материал принимает эту форму — как раз в этот момент и происходит деформация листа графена, приводящая к возникновению дефектов», — сказал один из изобретателей, аспирант Сколтеха Алексей Шиверский.

Сотрудники института предложили альтернативный способ, основанный на том, что временная и финальная подложка имеют одинаковую форму, в результате чего можно создавать даже сложные трехмерные изделия. Он состоит из нескольких этапов. Сначала подбирают временную основу нужного рельефа, возможно с объемными элементами:

«На медной каталитической подложке формируется маска из фотополимера в форме синтезируемой графеновой структуры. Затем подложка покрывается слоем хрома, после чего полимер удаляется и на ней остаётся негативная маска из хрома требуемой нам формы. Почему хром? Потому что он выдерживает высокую температуру синтеза графена и пассивирует его рост в закрытых областях», — объяснил Сергей Абаимов, также автор патента, старший преподаватель Сколтеха.

Затем на подложку наносят материал, катализирующий синтез графеноподобных структур, проводят собственно реакцию, заключают графен в полимерный носитель (перед этим можно внести дополнительные электропроводящие элементы) и удаляют временную подложку. В результате графеновая пленка получается нужной формы и с относительно небольшим количеством дефектов.

Авторы надеются, что их разработка найдет широкое применение и обеспечит развитие отечественных технологий в области гибкой и прозрачной электроники.

Источник:  Пресс-служба Сколтеха

Читайте также

В ИОХ РАН разработан экологичный метод электрохимического травления германия
В Лаборатории аналогов карбенов и других нестабильных молекул ИОХ РАН впервые показана возможность получения пористого германия с использованием экологически чистых имидазолиевых ионных жидкостей.
Материаловедение
Экология
Электрохимия
16 ноября 2021
Международный коллектив ученых разработал привитую мембрану для «зеленой» электроэнергии
Ученые из ИОНХ РАН, НИУ ВШЭ, Кафедры химического машиностроения (Бельгия) и Технологического университета Тшване (Южная Африка) разработал ионообменные мембраны на основе привитых сополимеров для производства электроэнергии в процессе обратного электродиализа.
Материаловедение
Химия высокомолекулярных соединений
27 октября 2021
Ученые создали из иттербия источники ИК-излучения рекордной интенсивности с помощью нафталиновой «шубы»
Научные сотрудники ФИАН, МГТУ им. Н. Э. Баумана, ИНЭОС РАН, ИОХ РАН и ИОНХ РАН синтезировали и исследовали новые комплексы иттербия с люминесцентными свойствами, перспективные для создания прототипов органических светоизлучающих диодов.
Материаловедение
Неорганическая химия
Химия координационных соединений
20 октября 2021