Los químicos de la Universidad de Rice han adaptado su proceso de grafeno inducido por láser para crear patrones conductores a partir de material fotorresistente estándar para la electrónica de consumo y otras aplicaciones. Crédito:Tour Group / Rice University
Un laboratorio de la Universidad de Rice ha adaptado su técnica de grafeno inducido por láser para producir alta resolución, Patrones a escala micrométrica del material conductor para electrónica de consumo y otras aplicaciones.
Grafeno inducido por láser (LIG), introducido en 2014 por el químico de Rice James Tour, implica quemar todo lo que no sea carbono de polímeros u otros materiales, dejando que los átomos de carbono se reconfiguren en películas de grafeno hexagonal característico.
El proceso emplea un láser comercial que "escribe" patrones de grafeno en superficies que hasta la fecha han incluido madera, papel e incluso comida.
La nueva iteración escribe patrones finos de grafeno en polímeros fotorresistentes, materiales sensibles a la luz utilizados en fotolitografía y fotograbado.
Hornear la película aumenta su contenido de carbono, y el láser posterior solidifica el patrón de grafeno robusto, después de lo cual se lava el fotorresistente sin láser.
Los detalles del proceso PR-LIG aparecen en la revista American Chemical Society ACS Nano .
"Este proceso permite el uso de cables y dispositivos de grafeno en una tecnología de proceso similar al silicio más convencional, ", Dijo Tour." Debería permitir una transición a las principales plataformas de electrónica ".
El laboratorio de Rice produjo líneas de LIG de aproximadamente 10 micrones de ancho y cientos de nanómetros de espesor, comparable al que ahora se logra mediante procesos más engorrosos que involucran láseres conectados a microscopios electrónicos de barrido, según los investigadores.
Una imagen de microscopio electrónico de barrido muestra una sección transversal de grafeno inducido por láser sobre silicio. El grafeno se creó en la Universidad de Rice aplicando un polímero fotorresistente para hacer líneas a escala micrométrica que podrían ser útiles para la electrónica y otras aplicaciones. La barra de escala es de 5 micrones. Crédito:Tour Group / Rice University
Lograr líneas de LIG lo suficientemente pequeñas para los circuitos impulsó al laboratorio a optimizar su proceso, según el estudiante graduado Jacob Beckham, autor principal del artículo.
"El avance fue un control cuidadoso de los parámetros del proceso, ", Dijo Beckham." Las pequeñas líneas de material fotorresistente absorben la luz láser según su geometría y grosor, por lo que optimizar la potencia del láser y otros parámetros nos permitió obtener una buena conversión a una resolución muy alta ".
Un búho de arroz de grafeno inducido por láser está rodeado por material fotorresistente a la izquierda y se encuentra solo a la derecha después de que el exceso de fotorresistente se lava con acetona. Los científicos de la Universidad de Rice están utilizando el proceso para crear líneas de grafeno conductor a escala micrométrica que podrían ser útiles en la electrónica de consumo. Crédito:Tour Group / Rice University
Debido a que el fotorresistente positivo es un líquido antes de ser hilado sobre un sustrato para láser, es muy sencillo dopar la materia prima con metales u otros aditivos para personalizarla para las aplicaciones, Tour dijo.
El estudiante graduado de la Universidad de Rice, Jacob Beckham, muestra una muestra de grafeno inducido por láser fotorresistente, estampado en forma de búho. El laboratorio de Rice está creando patrones conductores a partir de material fotorresistente estándar para electrónica de consumo y otras aplicaciones. Crédito:Aaron Bayles / Rice University
Las aplicaciones potenciales incluyen microcondensadores en chip, nanocompuestos funcionales y matrices de microfluidos.
