Tiếp vụ công nghệ vật liệu nano của công ty rusgraphene ở trên. Bác nào có chuyên môn hay quan tâm sẽ thấy hứng thú. Những cái này sau này cũng là cơ sở cho ngành điện tử nano (nanoelectronics) phát triển thay thế cho vi điện tử (microelectronics) hiện nay
Cách các nhà khoa học Nga tổng hợp graphene với một số lớp cho trước
Các chuyên gia Rusgrafen cùng với các đồng nghiệp từ Viện Vật lý tổng hợp được đặt theo tên Prokhorov thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga và (Institute of General Physics. A.M. Prokhorov Russian Academy of Sciences (GPI RAS)) đã phát triển một phương pháp tổng hợp CVD graphene với số lớp có kiểm soát. Kết quả của công trình được công bố trên tạp chí
Physica Status Solidi C và
Physica the Status Bed and Solidi .
Các điện cực linh hoạt và trong suốt, cảm biến, màng, tế bào nhớ, chất hấp thụ bão hòa cho laser - đây là một danh sách chưa hoàn chỉnh về các lĩnh vực ứng dụng của màng graphene đang phát triển tích cực. Đồng thời, điều quan trọng là có thể sản xuất màng có số lớp graphene nhất định - một thông số quan trọng quyết định các đặc tính hóa lý độc đáo của chúng.
Để đạt được mục tiêu này, chúng tôi đã phát triển một phương pháp kiểm soát độ dày của màng graphene tổng hợp (từ 3 đến 50 lớp trở lên) trên bề mặt của lá niken, một trong những chất nền xúc tác phổ biến nhất để tổng hợp graphene.
Các thử nghiệm sử dụng một thiết lập ban đầu do Rusgrafen phát triển. Ở giai đoạn đầu, nền niken được ủ, đặt trong buồng chân không có vách làm mát bằng nước. Buồng được làm đầy đến áp suất 100-500 mbar bằng hỗn hợp argon và hydro theo tỷ lệ 4: 1. Sau đó, chất nền được làm nóng bằng cách cho dòng điện đi qua nhiệt độ ủ, nhiệt độ này được duy trì trong một thời gian nhất định. Sự gia tăng dòng điện được kiểm soát bởi phần mềm thiết lập. Nhiệt độ được đo trực tiếp từ chất nền niken bằng nhiệt kế hồng ngoại. Người ta thấy rằng tốc độ tăng dòng điện, nhiệt độ và thời gian ủ xác định phần lớn chất lượng của màng graphene hình thành trên bề mặt của lá niken trong phần thứ hai của thí nghiệm.
Khí mêtan chứa cacbon (CH4) được đưa vào buồng sơ tán trước, và chất nền niken được làm nóng trở lại bằng điện trở. Ở nhiệt độ 500 ° C gần bề mặt kim loại, mêtan bị phân hủy nhiệt và cacbon lắng đọng trên bề mặt. Ở 750 ° C, các nguyên tử cacbon bắt đầu khuếch tán vào niken, làm tăng điện trở của nó. Bằng cách thay đổi điện trở của chất nền, người ta có thể đánh giá số lượng nguyên tử cacbon đã thâm nhập vào niken. Điều này xác định độ dày của màng graphene, được hình thành sau khi làm nguội chất nền. Do đó, bằng cách kiểm soát một số thông số - tốc độ gia nhiệt và nhiệt độ bề mặt, điện trở, nồng độ khí và áp suất, có thể tổng hợp các màng với một số lớp graphene nhất định. Ví dụ,một màng graphene ba lớp được hình thành ở nhiệt độ tối đa của lá niken cao hơn 30 độ so với nhiệt độ của thời điểm bắt đầu khuếch tán (đối với nồng độ mêtan là 2% và áp suất khí trong buồng là 500 mbar).
Phương pháp này được Rusgrafen sử dụng để tạo ra các mẫu thương mại của CVD graphene với số lớp theo yêu cầu của khách hàng.
Компания Русграфен занимается производством графена, исследованием свойств и применений графена в различных областях.. Графеновые технологии. Графеновое масло для уменьшения трения, электропроводящие чернила и графеновые токопроводящие краски для электропроводности, антикоррозийные графеновые...
www.rusgraphene.ru
---------------------------
Các nhà vật lý Nga đã tiến hành chuyển graphene bằng laser
Các nhà nghiên cứu của Viện Vật lý tổng hợp được đặt tên theo Prokhorov Viện Hàn lâm Khoa học Nga (Institute of General Physics. A.M. Prokhorov Russian Academy of Sciences - GPI RAS) đã in graphene "nhàu nát" trên chất nền silicon bằng phương pháp chuyển tiếp cảm ứng bằng laser. Quá trình tương đối đơn giản này có thể thay thế các phương pháp in thạch bản tốn nhiều công sức để tạo cấu trúc garfen trong các thiết bị vi điện tử đầy hứa hẹn. Công trình được đăng trên tạp chí Nanomaterials.
Bất chấp nhiều dự đoán về cuộc cách mạng graphene sắp xảy ra, các thiết bị điện tử dựa trên graphene vẫn đang được tạo ra dưới dạng bản sao. Một lý do là thiếu các phương pháp đáng tin cậy để thao tác vật liệu hai chiều nhạy cảm này. Các công nghệ truyền thống được sử dụng để tạo ra các linh kiện điện tử khối lượng lớn dựa trên silicon, trong trường hợp là graphene mỏng nguyên tử, cho thấy hiệu quả không đủ. Ví dụ, sự kết hợp giữa ảnh in và in thạch bản chùm điện tử được sử dụng để tạo ra kênh graphene của bóng bán dẫn. Quá trình phức tạp và nhiều giai đoạn này ngụ ý việc phủ nhiều lần graphene với một polyme và loại bỏ thêm nó. Kết quả là, graphene bị biến dạng, bị ô nhiễm và về cơ bản mất đi các đặc tính điện tử nổi bật của nó. Vật liệu thừa được tạo ra trong quá trình in thạch bản được xử lý,mà, với những khó khăn hiện có trong việc tổng hợp graphene chất lượng cao, khó có thể là một giải pháp tối ưu.
Một phương pháp thay thế - phương pháp truyền trực tiếp bằng tia laser hoặc in laser - đang được các nhà nghiên cứu từ Viện Vật lý tổng hợp được đặt tên theo Prokhorov thực hiện. Trong tương lai, công nghệ mà họ đang phát triển sẽ có thể tạo ra mẫu graphene mong muốn trên chất nền cần thiết mà không làm mất đi vật liệu quý giá này.
Sơ đồ thiết lập thử nghiệm để chuyển graphene bằng laser (Maxim S. Komlenok và cộng sự. Nanomaterials, 2020)
Maxim Komlenok, tác giả đầu tiên của bài báo trên tạp chí Vật liệu nano, nhà nghiên cứu cấp cao tại Phòng thí nghiệm Quang học bề mặt Laser của GPI RAS cho biết: “Bản chất của các thí nghiệm của chúng tôi là như sau. - Chúng tôi đã sử dụng hai chất nền. Một người đóng vai trò là nhà tài trợ, và người kia đóng vai trò là người nhận. Chất nền của nhà tài trợ là một tấm thạch anh được bao phủ một mặt bằng một lớp nhôm mỏng. Một màng graphene một lớp được chuyển lên bề mặt nhôm. Tiếp theo, chúng tôi chiếu xạ chất nền của nhà tài trợ bằng tia laser cực tím đặc biệt. Tập trung điểm laser tại giao diện nhôm-thạch anh, chúng tôi đạt được sự nóng lên và trương nở cục bộ của lớp nhôm. Bong bóng tạo thành, cái gọi là vỉ, đẩy graphene nằm trên bề mặt của nó về phía chất nhận nhận làm bằng silicon.
Trong các thí nghiệm, các nhà khoa học đã đặt các giá thể cách nhau 50 micron và gần nhau. Trong trường hợp đầu tiên, graphene chạm tới bề mặt của một tấm silicon ở dạng các mảnh micromet với bề mặt nhàu nát đáng kể. Trong trường hợp thứ hai, vảy mịn hơn.
- Ở trạng thái tự do, không cố định trên giá đỡ, graphene có xu hướng giảm năng lượng bề mặt - nó gợn sóng và gấp khúc, - một trong những tác giả của bài báo Maxim Rybin, nhà nghiên cứu cấp cao tại Phòng thí nghiệm Quang phổ vật liệu nano của GPI RAS và là người sáng lập Rusgrafen, giải thích -graphen để làm thí nghiệm. - Do đó, không có gì ngạc nhiên khi bay 50 micron, graphene có thời gian để vỡ vụn. Vì vậy, chúng tôi khá bất ngờ khi nhận được một kết quả thú vị và hữu ích - chúng tôi đã học cách in các điểm ảnh micromet từ graphene “nhàu nát”, như bạn biết, có đặc tính phát xạ và xúc tác tốt.
Hình ảnh của các mảnh graphene một lớp trên nền silicon: (a) - khoảng cách giữa các lớp nền là 50 μm; ( b) - chất nền được đặt trở lại (Maxim S. Komlenok và cộng sự. Vật liệu nano, 2020)
Một vấn đề khác mà các nhà nghiên cứu phải đối mặt là sự không liên tục trên bề mặt của graphene được chuyển giao. Chúng phát sinh dọc theo ranh giới của các đơn tinh thể graphene tạo nên một màng graphene đa tinh thể. Để cải thiện chất lượng của vật liệu được chuyển giao, các nhà khoa học từ GPI RAS đang nghiên cứu việc tổng hợp các tinh thể graphene lớn hơn và xác định các điều kiện tối ưu để in laser (độ dày của lớp nhôm, bước sóng và công suất của bức xạ laser).
Maxim Komlenok cho biết: “Lời hứa của việc sử dụng phương pháp truyền graphene bằng laser nằm ở những lợi thế rõ ràng của nó. - Thứ nhất, đây là quy trình công nghệ tương đối đơn giản, không cần chân không. Thứ hai, đó là tính kinh tế - nguyên liệu chỉ được chi cho việc in ấn. Thứ ba, bằng cách thay đổi hình dạng của điểm laser, bạn có thể in một mẫu graphene của hầu hết mọi hình học.
Công trình này được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học Nga trong khuôn khổ dự án nghiên cứu “In laser vật liệu nano carbon không chiều và hai chiều” (18-72-10158).
Компания Русграфен занимается производством графена, исследованием свойств и применений графена в различных областях.. Графеновые технологии. Графеновое масло для уменьшения трения, электропроводящие чернила и графеновые токопроводящие краски для электропроводности, антикоррозийные графеновые...
www.rusgraphene.ru
----------------------
Các nhà khoa học Yakut tổng hợp các vật liệu hai chiều (two-dimensional materials) đầy hứa hẹn
Cấu trúc phân tử của molypden disulfide: quả bóng màu xanh lá cây - nguyên tử lưu huỳnh (S), màu tím - molypden (Mo). Độ dày của một lớp MoS2 như vậy là khoảng 0,65 nm. © Depositphotos_ogwen
Điện tử nano trong tương lai gần sẽ không chỉ dựa trên graphene. Một vị trí danh giá trong đó sẽ bị chiếm giữ bởi các màng mỏng nguyên tử của các disulfua molypden (MoS2) và vonfram (WS2), lớp phân tử của chúng là "miếng bánh mì" kim loại "lấp đầy" được bao bọc giữa hai "lát" lưu huỳnh. Trong trường hợp này, các nguyên tử lưu huỳnh, molypden hoặc vonfram được sắp xếp trong mặt phẳng của chúng theo hình lục giác đều.
Chúng là vật liệu 2D linh hoạt, trong suốt và cảm quang. Chúng khác với bán kim loại có khe hở cấm bằng 0 và độ linh động điện tích kỷ lục (20.000-150000 cm2V-1s-1) của graphene, chúng khác nhau về đặc tính bán dẫn. Các loại bọt đơn lớp MoS2 và WS2 có độ rộng vùng cấm khoảng 2 eV và độ linh động điện tích là 200 - 500 cm2V-1s-1, do đó chúng được sử dụng tích cực để tạo ra các thiết bị điện tử nano dòng điện thấp đầy hứa hẹn, chủ yếu là các bóng bán dẫn màng mỏng, được thiết kế để thay thế các thiết bị chậm, cồng kềnh và các chất tương tự silicon tiêu thụ năng lượng. Một nhiệm vụ cấp bách theo hướng này là tìm kiếm các phương pháp có thể mở rộng để tổng hợp các màng không có khuyết tật của molypden và vonfram disulfua.
Một phương pháp hiệu quả để điều chế MoS2 và WS2 đơn lớp bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD) đã được phát triển bởi các nhân viên của phòng thí nghiệm công nghệ nano graphene của Đại học Liên bang Đông Bắc. M.K. Ammosov (North-Eastern Federal University. M.K. Ammosov). Kết quả nghiên cứu của họ được công bố trên tạp chí Semiconductors.
Sơ đồ tổng hợp các màng đơn lớp của molypden disulfide (a) và vonfram disulfide (b). (Smagulova SA và cộng sự. Chất bán dẫn, 2020)
Quá trình tổng hợp MoS2 và WS2 hai chiều diễn ra trong một dòng argon bên trong một lò nung ba vùng nhiệt độ cao. Nguyên liệu ban đầu (tiền chất) để sản xuất màng MoS2 là oxit molypden dạng bột (MoO3) và lưu huỳnh. Để tổng hợp WS2, cùng với lưu huỳnh dạng bột, một huyền phù nước của WO3 được sử dụng, được áp dụng trực tiếp lên chất nền. Silicon được phủ một lớp SiO2 và sapphire được sử dụng làm chất nền, trước khi bắt đầu tổng hợp, chúng được xử lý đặc biệt để loại bỏ tạp chất và tạp chất.
Sau khi chọn các thông số tổng hợp quan trọng - nhiệt độ, thời gian, số lượng và tỷ lệ tiền chất - các nhà khoa học từ Yakutia đã học cách phát triển miền ở dạng đơn tinh thể MoS2 tam giác với kích thước bên tối đa lên đến 250 μm trên nền sapphire, và miền MoS2 và WS2 lên đến 80 μm trên SiO2. Tùy thuộc vào tỷ lệ tiền chất, các miền hình thành trên chất nền liên kết với nhau, tạo thành các màng đơn lớp liên tục của molypden và vonfram disulfua. Tính đồng nhất cao và chất lượng của các mẫu thu được đã được xác nhận bằng phương pháp tán xạ ánh sáng Raman bởi các chuyên gia của công ty Rusgrafen cùng với các đồng nghiệp từ Phòng thí nghiệm Quang phổ vật liệu nano của Viện Vật lý Tổng hợp được đặt theo tên Prokhorov RAS (Laboratory of Spectroscopy of Nanomaterials of the Institute of General Physics. A.M. Prokhorov RAS)
Hình ảnh thu được bằng kính hiển vi lực nguyên tử cho thấy sự hình thành màng MoS2 đơn lớp liên tục được tổng hợp ở nhiệt độ 750 ° C trên chất nền SiO2 / Si tùy thuộc vào tỷ lệ tiền chất MoO3: S a - 1: 66, b - 1: 99, c - 1: 180. (Smagulova SA và cộng sự. Chất bán dẫn, 2020)
Kết quả hợp tác giữa Rusgrafen và phòng thí nghiệm công nghệ nano graphene của NEFU M.K. Ammosov là sự xuất hiện ở Rusgrafen.Market vật liệu hai chiều mới - màng đơn lớp và đơn tinh thể molypden và vonfram disulfua. Diện tích các phim thương mại MoS2 và WS2 tuy còn nhỏ - 64 mm2, nhưng khá đủ cho các nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, phát triển các nguyên mẫu thiết bị điện tử.
Rất nhanh chóng, loại Rusgraphene.Market sẽ được bổ sung bằng một "ngôi sao" vật liệu hai chiều đang lên khác - "graphene trắng" - boron nitride lục giác (hBN). Chất điện môi boron nitride, cùng với chất bán dẫn molypden disulfide và một chất dẫn điện graphene, sẽ giúp tạo ra các mẫu có cấu trúc MIS siêu mịn (kim loại-điện môi-bán dẫn). Giống như những viên gạch LEGO, bộ ba 2D này có thể được sử dụng để tạo ra các cấu trúc dị hình van der Waals, hứa hẹn sẽ tạo nên cuộc cách mạng trong thế giới điện tử hiện đại. Những gì chúng tôi chắc chắn sẽ làm.
Nguyên tắc tạo dị cấu trúc van der Waals từ vật liệu hai chiều
Компания Русграфен занимается производством графена, исследованием свойств и применений графена в различных областях.. Графеновые технологии. Графеновое масло для уменьшения трения, электропроводящие чернила и графеновые токопроводящие краски для электропроводности, антикоррозийные графеновые...
www.rusgraphene.ru
kod.ru
www.autostat.ru
tass.ru
www.gazeta.ru
vn.sputniknews.com
vn.sputniknews.com
Chúng nó thích chui ống chăng?
www.metalinfo.ru
www.researchgate.net
pubmed.ncbi.nlm.nih.gov
www.bloomberg.com
www.marketwatch.com
www.nytimes.com
