(PhysOrg.com) - Encontrar un sencillo La forma escalable de modelar el grafeno para futuras aplicaciones electrónicas es uno de los mayores desafíos que enfrentan los investigadores del grafeno. Si bien la litografía se ha utilizado ampliamente para crear patrones de grafeno para dispositivos electrónicos, sus múltiples pasos de procesamiento lo hacen demasiado complejo para su uso a gran escala. En un estudio reciente, Los científicos han descubierto que un motor El rodillo móvil puede depositar una solución de polímero sobre una superficie de grafeno en patrones periódicamente rayados y cruzados. que solían hacer un transistor. Al eliminar varios pasos involucrados en la litografía, la nueva técnica podría conducir a un método de bajo costo para producir patrones de grafeno para una variedad de dispositivos electrónicos a gran escala.

Los investigadores, del Instituto de Tecnología Electrónica de Corea y la Universidad de Sungkyunkwan, ambos en Gyeonggi-do, Corea; el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan en Ulsan, Corea; y la Universidad de Corea en Seúl, Corea, han publicado su estudio en un número reciente de Nano Letras.

“Demostramos cómo se puede aplicar un proceso de autoensamblaje para fabricar micropatrones de grafeno en sustratos flexibles, "El profesor Kwang Suh de la Universidad de Corea dijo PhysOrg.com . "Este proceso proporciona una metodología escalable y compatible para la producción a gran escala y de rollo a rollo de patrones de grafeno".

El objetivo de la investigación era producir patrones altamente ordenados de solución de polímero de PMMA (también conocido como plexiglás cuando está en forma sólida) sobre una película de grafeno de una sola capa preparada sobre un sustrato flexible. El PMMA protege regiones específicas del grafeno mientras que el grafeno se graba mediante un tratamiento con plasma. Después de lavar el PMMA, Los patrones de grafeno aparecen grabados en regiones que no estaban cubiertas por PMMA.

Para modelar la solución de polímero de PMMA sobre el grafeno, los investigadores colocaron un rodillo encima del grafeno, y el rodillo fue empujado por una placa motorizada superior a una velocidad definida. Cuando los investigadores cargaron la solución de PMMA en un espacio confinado formado entre el rodillo y la superficie del grafeno, el borde de la solución de PMMA (es decir, línea de contacto) sufre un movimiento continuo de pegado y deslizamiento debido a la competencia entre las fuerzas de fijación y capilar. Como resultado, Se forman periódicamente patrones de PMMA rayados en la superficie del grafeno en grandes áreas.

Este método produjo rayas de PMMA con un espaciado casi equivalente y un ancho de aproximadamente 18 micrómetros. Al girar la película de grafeno 90 °, los investigadores también podrían fabricar patrones de rayas cruzadas.

“Nuestro enfoque no solo es económico, sino que también tiene una aplicabilidad diversa, ya que puede correr sobre sustratos flexibles o rígidos; y es mucho más simple que el proceso de fotolitografía convencional, ”Dijo el Dr. Woo Seok Yan del Instituto de Tecnología Electrónica de Corea.

Para investigar las propiedades electrónicas de los patrones finales de grafeno, los investigadores fabricaron transistores de efecto de campo flexibles basados ​​en grafeno basados ​​en los patrones. Después de agregar electrodos y un dieléctrico de puerta de gel de iones, los investigadores probaron el transistor y encontraron que exhibe una buena movilidad de electrones a bajos voltajes. La misma técnica podría usarse para fabricar una variedad de dispositivos basados ​​en grafeno.

“Con los beneficios de su simplicidad, alto rendimiento y escalabilidad al procesamiento de rollo a rollo, este proceso es prometedor para la integración del grafeno en dispositivos electrónicos prácticos, como transistores y sensores de efecto de campo, ”Yan dijo.

Yan y Suh agregaron que planean expandir la técnica a escalas más pequeñas.

“La extensión de este proceso de autoensamblaje puede conducir a una variedad aún mayor de patrones de grafeno complejos en la escala nanométrica, —Dijo Suh. "Ahora nos estamos concentrando en la fabricación de alto rendimiento y rollo a rollo de patrones de grafeno con nanoarquitectura basados ​​en esta técnica".

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