Мы уже неоднократно писали, что графена много не бывает. Грядет эра графеновой электроники, прототипы устройств уже трудятся в лабораториях, но полноценного метода для промышленного получения этого уникального материала всё нет и нет.
Для большинства применений необходимо получить графеновые монослои на диэлектрической подложке. Ранее сообщалось о возможности синтеза графена на поверхности карбида кремния путем его высокотемпературного отжига в вакууме, однако в таких условиях графен формируется в виде маленьких островков диаметром всего лишь 30-200 нм. Команда исследователей из Германии и США сообщает, что им удалось сформировать однослойные графеновые пленки на куда больших площадях.
Ученые взяли образец SiC и проследили за формированием графена на поверхности (0001). Если отжечь карбид кремния в сверхвысоком вакууме при температуре 1280 °С, то на его поверхности образуется слой графена неоднородной толщины – помимо монослоев присутствуют двойные слои, а также свободная от графена поверхность исходной подложки. А вот после отжига подложки в атмосфере аргона (900 мбар) при 1650 °С картина получается совершенно иная. На поверхности наблюдаются обширные плоские террасы шириной до 3 и длиной до 50 мкм, покрытые графеновыми монослоями. Вдоль ступенек, разделяющих террасы, располагаются тонкие области двух- и трехслойного графена.
Наблюдаемым явлениям было предложено следующее объяснение. Графеновые слои формируются из-за испарения кремния с поверхности образца. В вакууме этот процесс протекает в сильно неравновесных условиях, что в результате приводит к образованию неоднородной поверхности. Наличие аргоновой атмосферы снижает скорость испарения, а также требует более высоких температур синтеза. При высокой температуре за счет возросшей поверхностной диффузии происходит разглаживание исходных неровностей поверхности, после чего графеновые листы, зарождающиеся на ступеньках, разрастаются по террасам.
Таким образом, было показано, что большие площади поверхности карбида кремния могут быть покрыты монослоем графена при высокотемпературном отжиге в атмосфере аргона. Работа «Towards wafer-size graphene layers by atmospheric pressure graphitization of silicon carbide» опубликована в журнале Nature Materials.
Для большинства применений необходимо получить графеновые монослои на диэлектрической подложке. Ранее сообщалось о возможности синтеза графена на поверхности карбида кремния путем его высокотемпературного отжига в вакууме, однако в таких условиях графен формируется в виде маленьких островков диаметром всего лишь 30-200 нм. Команда исследователей из Германии и США сообщает, что им удалось сформировать однослойные графеновые пленки на куда больших площадях.
Ученые взяли образец SiC и проследили за формированием графена на поверхности (0001). Если отжечь карбид кремния в сверхвысоком вакууме при температуре 1280 °С, то на его поверхности образуется слой графена неоднородной толщины – помимо монослоев присутствуют двойные слои, а также свободная от графена поверхность исходной подложки. А вот после отжига подложки в атмосфере аргона (900 мбар) при 1650 °С картина получается совершенно иная. На поверхности наблюдаются обширные плоские террасы шириной до 3 и длиной до 50 мкм, покрытые графеновыми монослоями. Вдоль ступенек, разделяющих террасы, располагаются тонкие области двух- и трехслойного графена.
Наблюдаемым явлениям было предложено следующее объяснение. Графеновые слои формируются из-за испарения кремния с поверхности образца. В вакууме этот процесс протекает в сильно неравновесных условиях, что в результате приводит к образованию неоднородной поверхности. Наличие аргоновой атмосферы снижает скорость испарения, а также требует более высоких температур синтеза. При высокой температуре за счет возросшей поверхностной диффузии происходит разглаживание исходных неровностей поверхности, после чего графеновые листы, зарождающиеся на ступеньках, разрастаются по террасам.
Таким образом, было показано, что большие площади поверхности карбида кремния могут быть покрыты монослоем графена при высокотемпературном отжиге в атмосфере аргона. Работа «Towards wafer-size graphene layers by atmospheric pressure graphitization of silicon carbide» опубликована в журнале Nature Materials.
