Графеновый принтер томских химиков позволяет создавать фотонные структуры

Ученые научной группы TERS-Team Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета с коллегами из Университета электронных наук и технологий Китая и Сычуаньского университета предложили новый способ программирования свойств графена. В будущем это поможет создавать полностью углеродную электронику, включая датчики, фотоэлементы и каталитические устройства.

Поверхность графита окисляют до оксида графена с помощью электрокатализатора дисульфида молибдена, на полученных образцах с помощью лазерной обработки частично восстанавливают оксид графена с точностью до микрона, затем электрическими и химическими методами формируют плазмонно-активные участки. Эта технология проще и дешевле существующих: она позволяет быстро настраивать и переписывать свойства материала без применения сложного, дорогостоящего оборудования, сообщает пресс-служба Министерства науки и высшего образования РФ.

«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 создавать на одной углеродной платформе электронные, оптические и химические устройства. Глубина обработки может быть разной, таким образом можно создавать многослойные структуры. Мы использовали это для формирования первого в мире полностью углеродного монолитного полевого транзистора с обратным затвором», — рассказал руководитель проекта, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.

Результаты исследования ученые проверили с помощью атомно-силовой, рамановской, сканирующей и рентгеновской фотоэлектронной микроскопии, подтвердив, что процессы нового метода происходят локально и контролируются.

В отличие от существующих, этот подход работает без использования агрессивных кислот и условий. Главным открытием стала ключевая роль дисульфида молибдена: он работает как электрокатализатор и формирует более однородные слои оксида графена, необходимые для создания высокотехнологичных устройств. Возможность перезаписывать слои позволяет адаптировать будущие технологии под конкретные задачи фотоники, биомедицинских сенсоров и электроники.

«Формирование слоя оксида графена на подложке из графита позволяет получать 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. Технология чувствительно реагирует на температуру и дыхание, что может быть полезно при разработке новых оптических сенсоров», — рассказал аспирант Павел Бахолдин.

Результаты исследования опубликованы в журнале Carbon.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru