Новости перспективных технологий

Впервые продемонстрирована печатная электроника на основе графена

Изображение с сайта science.compulenta.ru

Технология струйной печати произвела сразу несколько революций. Во-первых, цифровая печать быстрее и гибче (хотя не обязательно дешевле). Во-вторых, она привела к появлению печати трёхмерных объектов: один слой материала наносится поверх другого. Одни создают таким образом сложные прототипы, а другие наносят на кондитерские изделия крем и глазурь.

Потом кто-то придумал добавлять в чернила проводящие полимеры и печатать схемы на гибких подложках. Так производятся RFID-этикетки, цифровая бумага и мн. др. Преимущество метода ещё и в том, что такие схемы можно печатать на листах любого размера в отличие от обычных, которые изготавливаются на заводах стоимостью в миллиарды долларов.

Но печатные тонкоплёночные транзисторы сильно уступают кремниевым — они больше и медленнее. Андреа Феррари и его коллеги из Кембриджского университета (Великобритания) нашли способ значительно улучшить эффективность электроники, напечатанной струйным методом: они научились заменять или подкреплять проводящие полимеры в чернилах графеном.

Оптическая микрофотография напечатанных струйным способом полосок на a) чистой, b) обработанных кислородом и c) гексаметилдисилазаном подложках (d, e, f — АСМ-изображения a, b, c). (Изображение авторов работы.)

Чудо-материал обладает идеальными свойствами для наноэлектроники. Трудность заключается в том, чтобы смешать его с чернилами так, чтобы они по-прежнему формировали капли, иначе никакой струйной печати не получится. Исследователи смогли её преодолеть (и в этом суть прорыва), обнаружив способ производства графена путём химического отделения его хлопьев от графита с последующей фильтрацией, дабы не засорялись печатающие головки.

Затем они добавили клочки графена в N-метилпирролидон, который минимизирует нежелательные моменты (например, эффект кофейных колец, имеющий место при испарении растворителя), и заправили материал в принтер.

Напечатанные с помощью этого метода схемы и тонкоплёночные транзисторы оказались многообещающими. Чернила на основе графена соответствовали и даже превосходили показатели большинства других чернил, доступных сегодня. Для первого раза это блестяще, тем более что останавливаться на достигнутом никто не собирается.

Результаты исследования выложены на сайт arXiv.

Информация с сайта science.compulenta.ru со ссылкой на Technology Review.

Автор оригинального текста: Дмитрий Целиков.