Графенови чипове, равномерно разпределени в 4-инчова пластина, и цветна карта, показваща електрическата проводимост на материала (снимка: Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01353-x)
Китайски учени намериха начин за „чисто” прехвърляне на графен за масово производство на микроелектроника. Новият метод елиминира замърсяването и дефектите при интегриране на ултратънки материали в електрониката.
Изследователи от Пекинския университет, Пекинския институт по графен и други китайски научни организации разработиха технология, която решава ключов проблем при създаването на миниатюрна електроника.
Методът позволява двуизмерни полупроводници – материали с дебелина няколко атома – да бъдат прехвърлени безпроблемно върху всеки субстрат, като същевременно запазват свойствата си, съобщи Nature Electronics.
Същността на метода се състои в отглеждане на изолационен слой от антимонов оксид директно върху графен, който е разположен върху медна основа. Този процес, подобно на нанасянето слой по слой на защитно покритие, осигурява перфектна адхезия на материалите без пропуски.
След третиране на медта със смес от вода и алкохол, графенът с диелектрика се отделя от субстрата и се прехвърля върху силиций или други повърхности.
Технологията елиминира използването на полимери, които оставят след себе си замърсители, и поддържа електрическата проводимост на графена при 14 000 cm²/(V s) – което е десетки пъти по-високо от това на конвенционалните полупроводници.
По време на експериментите екипът успешно е прехвърлил графенова плоча с диаметър 10 cm, демонстрирайки мащабируемостта на метода. Получените проби остават стабилни дори след продължително излагане на въздух, което ги прави по-лесни за използване в реални устройства.
Според разработчиците, технологията е съвместима с индустриалните стандарти и е подходяща за създаване на енергийно ефективни процесори, сензори и компоненти за носима електроника.
През следващите години изследователите планират да адаптират метода за триизмерно сглобяване на устройства – например, послойно свързване на различни материали в многослойни микросхеми. Това ще изисква решаване на проблемите с прецизното подравняване на слоевете и контрола на техните взаимодействия, но настоящите резултати потвърждават жизнеспособността на подхода.
Учените вярват, че тяхната разработка ще стане основа за ново поколение компактна и високопроизводителна електроника.