Химики ТПУ научились «перезаписывать» свойства графена для углеродной электроники — 2 июня 2026 г. в 09:10:00
Химики ТПУ научились «перезаписывать» свойства графена для углеродной электроники Ученые Томского политехнического университета совместно с коллегами из Китая предложили новый метод «программирования» свойств графена. Он основан на гибкой и недорогой технологии, которая позволяет быстро настраивать и переписывать свойства материала без сложного дорогостоящего оборудования. В перспективе с его помощью можно будет создавать новые типы полностью углеродных электронных компонентов, включая датчики, фотоэлементы и каталитические устройства. Новая технология представляет собой электрохимическую литографию с использованием катализатора (CEEL). Она состоит из трех этапов: сначала ученые с помощью электрокатализатора — дисульфида молибдена — окисляют поверхность графита до оксида графена. Затем на полученных образцах с помощью лазерной обработки частично восстанавливают оксид графена с микрометровой точностью. Далее электрическими и химическими методами направленно формируют плазмонно-активные участки. «Идея предложенной нами технологии в том, чтобы «писать», «стирать» и «перезаписывать» слои с различной степенью окисления графена без их полного разрушения. По сути, это универсальный способ, который позволяет создать на одной углеродной платформе электронные, оптические и химические устройства. Причем глубина обработки может быть разной, и таким образом можно создать многослойные структуры. Мы использовали это для формирования первого в мире полностью углеродного монолитного полевого транзистора с обратным затвором», — отмечает руководитель проекта, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес. Технология, предложенная учеными ТПУ, в отличии от аналогов, работает без использования агрессивных кислот и условий. По словам политехников, главным стало открытие ключевой роли дисульфида молибдена, используемого в качестве электрокатализатора, для формирования более однородных слоев оксида графена, что очень важно при создании высокотехнологичных устройств. Результаты исследований, выполненных с помощью различных видов микроскопии — атомно-силовой, рамановской, сканирующей и рентгеновской фотоэлектронной — показали, что процессы при новом подходе происходят локально и контролируются. «Формирование слоя оксида графена на подложке из графита позволяет получить яркие и прочные пленки. Такие цвета называются структурными, потому что они определяются толщиной слоя. Свою стабильность они сохраняют не менее шести недель. Это ценно для применения таких фотонных структур. При том, технология чувствительно реагирует на температуру и дыхание, что может быть полезным при разработке новых оптических сенсоров», — отметил один из участников исследования, аспирант ТПУ Павел Бахолдин. Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России по программе «Приоритет-2030» национального проекта «Молодежь и дети». Первоисточник в научном журнале: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622325012333 Адаптированный текст взят отсюда: https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/99813/