• Home
  • Química
  • Astronomía
  • Energía
  • Naturaleza
  • Biología
  • Física
  • Electrónica
  • Nueva técnica integra grafeno, óxido de grafeno y óxido de grafeno reducido en chips de silicio a temperatura ambiente

    Crédito:Anagh Bhaumik.

    Los investigadores de materiales de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado una técnica que les permite integrar grafeno, óxido de grafeno (GO) y óxido de grafeno reducido (rGO) sobre sustratos de silicio a temperatura ambiente mediante el recocido con láser pulsado de nanosegundos. El avance plantea la posibilidad de crear nuevos dispositivos electrónicos, y los investigadores ya están planeando utilizar la técnica para crear sensores biomédicos inteligentes.

    En la nueva técnica, los investigadores comienzan con un sustrato de silicio. Lo rematan con una capa de nitruro de titanio monocristalino, utilizando epitaxia de coincidencia de dominios para asegurar que la estructura cristalina del nitruro de titanio esté alineada con la estructura del silicio. Luego, los investigadores colocan una capa de aleación de cobre-carbono (Cu-2.0 por ciento atómico C) encima del nitruro de titanio, nuevamente usando epitaxia de coincidencia de dominio. Finalmente, los investigadores derriten la superficie de la aleación con pulsos de láser de nanosegundos, que tira de carbono a la superficie.

    Si el proceso se realiza al vacío, el carbono se forma en la superficie como grafeno; si se hace en oxigeno, forma GO; y si se hace en una atmósfera húmeda seguida de un vacío, se forma como rGO. En los tres casos, La estructura cristalina del carbono está alineada con la aleación de cobre-carbono subyacente.

    "Podemos controlar si el carbono forma una o dos monocapas en la superficie del material manipulando la intensidad del láser y la profundidad de fusión, "dice Jay Narayan, John C. Fan, Profesor Distinguido de Ciencia e Ingeniería de Materiales en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo.

    "El proceso se puede ampliar fácilmente, ", Dice Narayan." Hemos hecho obleas de dos pulgadas cuadradas, y fácilmente podría hacerlos mucho más grandes, usando láseres con Hertz más alto. Y todo esto se hace a temperatura ambiente, lo que reduce el costo ".

    El grafeno es un excelente conductor, pero no se puede utilizar como semiconductor. Sin embargo, rGO es un material semiconductor, que se puede utilizar para fabricar dispositivos electrónicos como sensores inteligentes integrados y dispositivos óptico-electrónicos.

    "Ya hemos patentado la técnica y estamos planeando usarla para desarrollar sensores biomédicos inteligentes integrados con chips de computadora, "Dice Narayan.

    El papel, "Integración a escala de obleas de óxido de grafeno reducido mediante un novedoso procesamiento láser a temperatura ambiente en el aire, "se publicó el 9 de septiembre en la Revista de física aplicada .


    © Ciencia https://es.scienceaq.com