Использование графена в качестве базового материала для электроники уже давно вошло в моду среди нанотехнологов. Множество научных работ посвящено ювелирному «вырезанию» устройств требуемой формы из двухмерных графеновых сеток. Для этого в основном используются литографические техники, которые позволяют создать устройства любой формы с точностью до нескольких нанометров. Сообщалось даже о создании из графена цепочки атомов углерода.
Английские ученые использовали в качестве литографического инструмента сфокусированный пучок ионов гелия. Гелий-ионная микроскопия (Helium-Ion Microscopy) впервые была реализована на практике лишь в 2007 году и пока не успела получить широкого распространения. Тем не менее, она характеризуется рядом преимуществ по сравнению с классической электронной микроскопией. Высокая яркость пучка, низкий разброс частиц по энергии и предельное достигнутое разрешением 0,24 нм дают возможность с высокой точностью контролировать структуру будущего устройства путем прецизионного выбора облучаемой области. Минимальная область фокусировки пучка, достигнутая в работе, составила 10 нм в ширину, но, по утверждению авторов, это далеко не предел.
Использование подложки из диоксида кремния позволило исследовать электронные свойства графена непосредственно в камере микроскопа во время облучения ионным пучком (in-situ). В ходе эксперимента проводилось пошаговое травление углеродного монослоя между двумя металлическими контактами. По мере уменьшения длины контакта наблюдалось ступенчатое изменение силы тока между электродами (рис. 3b). Переход на следующий участок облучения осуществлялся после выхода силы тока на плато, что соответствовало полному удалению графенового слоя с облучаемой области. Наблюдаемый остаточный ток порядка 4 нА авторы связывают с проводимостью оксидной подложки в результате загрязнения углеводородами.
Работа «Etching of Graphene Devices with a Helium Ion Beam» опубликована в ACS Nano.
