Графеновая наносетка – новый элемент для современных микромашин

Исследователи из Японского передового института науки и технологии (JAIST) успешно изготовили суспендированную наносетку графена на большой площади с помощью гелиево-ионной микроскопии. Нанопоры диаметром 6 нм были равномерно распределены на суспензии графена длиной 1,2 мкм и шириной 500 нм. Путем систематического управления шагом (от центра нанопор до центра нанопор) от 15 до 50 нм была получена серия стабильных графеновых наносеточных устройств. Это обеспечивает практический способ исследования внутренних свойств графеновых наносеток для применения в области газового зондирования, фононной инженерии и квантовой технологии.

Графен, с его превосходными электрическими, термическими и оптическими свойствами, является перспективным для многих применений в следующем десятилетии. Это также потенциальный кандидат вместо кремния для создания электрических цепей следующего поколения. Однако без запрещенной зоны не просто использовать графен в качестве полевых транзисторов. Исследователи попытались разрезать графеновый лист на небольшой кусочек графеновой наноленты и успешно наблюдали за раскрытием запрещенной зоны. Тем не менее, ток графеновых нанолент слишком мал, чтобы управлять интегральной схемой. В этом случае наносетка из графена указывается путем введения периодических нанопор на графене, который также рассматривается как очень маленькая матрица нанолент графена.

Исследовательская группа во главе с доктором Файонг Лю и профессором Хироши Мизутой в сотрудничестве с исследователями из Национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST) продемонстрировали, что суспендированная наносетка графена с большой площадью поверхности быстро достигается с помощью гелий-ионно-лучевой микроскопии с 10 нм диаметром нанопор и хорошо контролируемых шагов. По сравнению с ТЭМ-анализом на медленной скорости метод фрезерования ионно-лучевым гелием преодолевает ограничение скорости и, тем временем, обеспечивает высокое разрешение изображения. При первоначальных электрических измерениях было обнаружено, что энергия термической активации наносетки графена увеличивается экспоненциально за счет увеличения пористости материала. Это немедленно обеспечивает новый метод для разработки запрещенной зоны, выходящий за рамки обычного метода нанолент. Команда планирует продолжить изучение графеновых наносеток для применения фононной инженерии.

“Графеновая наносетка – это своего рода новый кирпич для современных микромашинных систем. Теоретически, мы можем генерировать много видов периодических рисунков на исходном суспендированном графене, который настраивает свойства устройства в направлении для специального применения, в частности наноразмерного терморегулирования”, – говорит профессор Хироши Мизута, руководитель лаборатории MIZUTA. Лаборатория MIZUTA в настоящее время разрабатывает электрические и тепловые свойства устройств на основе графена для фундаментальной физики и потенциальных приложений, таких как газовые датчики и тепловой выпрямитель. Цель состоит в том, чтобы использовать графен, чтобы построить зеленый и экологически чистый мир.

По материалам Scitechdaily