Un grupo de científicos de la Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI (Rusia) y una serie de universidades extranjeras han desarrollado una tecnología industrial para la purificación de grafeno, que tiene una mayor estabilidad bajo la influencia de radicales libres de oxígeno agresivos. Este descubrimiento es de crucial importancia para el desarrollo de la nanoelectrónica.

El grafeno es una película de carbono cristalino con el grosor de un átomo. Gracias a sus características únicas (propiedades electrónicas especiales, alta conductividad, transparencia para la luz, capacidad de estiramiento mecánico y otros), el grafeno es un material prometedor con una gran demanda en nanoelectrónica.

La fabricación de varios dispositivos nanoelectrónicos implica aplicar una cubierta polimérica sobre grafeno y luego despegarlo. Los restos de esa capa "contaminan" el grafeno, reduciendo la movilidad de los portadores de carga en él. Diferentes métodos de tratamiento (recocido térmico, decapado con plasma y disolventes químicos) pueden eliminar los residuos de polímero, pero empeoran la calidad del grafeno. Por ejemplo, ozono, que tiene alta reactividad, es de uso común. Sin embargo, bajo la influencia del ozono, no solo se destruyen los residuos poliméricos, pero aparecen defectos en el grafeno, lo que conduce al deterioro de sus características. Los científicos de MEPhI han logrado obtener grafeno con una muy alta estabilidad a la ozonización mediante sublimación a alta temperatura de carburo de silicio (SiC). El grafeno obtenido mantiene contacto con el ozono durante más de 10 minutos, mientras que el grafeno ordinario pierde sus propiedades en solo tres o cuatro minutos en tales condiciones. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista Carbón .

Científicos de Grecia, Contribuyeron Francia y Suecia. Con la ayuda del modelado por computadora, los expertos pudieron determinar las razones por las que el SiC-grafeno aumentaba la estabilidad bajo el impacto de los radicales libres de oxígeno agresivos. La estabilidad anormal del nuevo grafeno resultó estar asociada con la baja rugosidad del grafeno epitaxial sobre el sustrato de SiC (la epitaxia es una acumulación natural de un material cristalino sobre la superficie de otro).

"Se encontró que el grafeno 'rugoso' habitual es más vulnerable debido a la presencia de áreas convexas; estas áreas muestran una alta reactividad a la formación de grupos epoxi, que destruyen su integridad, "dijo Konstantin Katin, Profesor Asistente del Departamento de Física de la Materia Condensada del Instituto MEPhI de Nanotecnología en Electrónica, Fotónica, y espintrónica. “Los resultados muestran que el proceso tecnológico para la producción de grafeno industrial con características mejoradas puede implicar la nanofabricación de grafeno a base de carburo de silicio con su posterior ozonización. La ozonización en sí es una forma eficaz de eliminar el grafeno obtenido de cualquier forma. La limitación de las técnicas de purificación tiene que ver con la posible rugosidad de la hoja de grafeno:debe ser prácticamente perfectamente lisa, "dijo Mikhail Maslov, Profesor Asistente del Departamento de Física de la Materia Condensada.

El descubrimiento de los científicos se convertirá en la base de las tecnologías para purificar el grafeno industrial de alta calidad con características electrónicas estables.