НИТУ МИСИС, РУДН и РХТУ имени Менделеева предложили новый способ переноса графена на подложки для микроэлектроники. Исследователи заменили стандартный полимер PMMA на полибутилметакрилат и заявили, что это почти в 18 раз снизило электрическое сопротивление графеновой пленки после переноса. Для материала, который годами упирается не в синтез, а в потери свойств на этапе интеграции в чипы и датчики, это важнее самого факта получения графена.
Проблема в том, что графен обычно выращивают на металлической фольге, а затем переносят на кремний, стекло или гибкие подложки. Для этого чаще всего используют полиметилметакрилат. После травления металла и удаления вспомогательного слоя на поверхности нередко остаются загрязнения, складки и микротрещины. Из-за этого падает подвижность носителей заряда и растет сопротивление, то есть теряется именно то, за что графен ценят в электронике.
Авторы работы утверждают, что полибутилметакрилат слабее взаимодействует с графеном и потому меньше повреждает пленку при переносе. По их данным, материал после такой процедуры получается более однородным, с меньшим числом дефектов и загрязнений. Это открывает более прямую дорогу к применению в гибкой электронике, сенсорах и быстрых вычислительных узлах, где даже небольшая деградация слоя влияет на характеристики всего устройства.
Исследования способов «чистого» переноса графена идут не первый год. Группы в США, Южной Корее и Китае тестировали термоотделяемые пленки, электролитическое снятие с металла и бесполимерные схемы, чтобы снизить остаточное загрязнение. Массового стандарта отрасль так и не получила: лабораторные результаты часто плохо масштабируются на пластины большого формата. На этом фоне замена одного распространенного полимера на другой выглядит менее эффектно, чем экзотические методы, зато ближе к промышленной линии.
Интерес к таким технологиям подогревает и рынок. По оценкам отраслевых аналитиков, мировой рынок графеновых материалов и композитов уже измеряется сотнями миллионов долларов и должен расти двузначными темпами до конца десятилетия. При этом главный вопрос для электроники остается прежним: не как получить рекордный графен в установке, а как довести его до подложки без лишней химии. Если новая схема переноса воспроизводится на пластинах большого диаметра, у разработки будет больше шансов выйти за пределы университетской публикации.