Реферат «Диэлектрические слои на основе фторографена
для графеновой, гибкой и печатной электроники»
, ,
, ,
Для развития графеновой, гибкой и печатной электроники необходима разработка новых 2D материалов. Особенно большая потребность при создании приборных структур возникает в диэлектрических материалах. Тонкие диэлектрические слои необходимы для подзатворных диэлектриков, изолирующих слоев, защитных покрытий, а для приборов на основе графена необходимы еще и несущие слои (подложки) для графена. В качестве такого диэлектрического материала может использоваться химически модифицированный графен и, прежде всего, фторографен. Фторографен обладает запрещенной зоной ~ 3,5 эВ и является самым стабильным из известных диэлектриков на основе модифицированного графена. Для реального применения фторографеновые слои должны обладать такими характеристиками, как высокое пробивное напряжение, низкие токи утечки через нанометровые слои, низкий заряд в пленке и на гетерограницах с другими используемыми материалами. В настоящее время отсутствуют отработаны простые и дешевые технологии получения и нанесения фторографена, совместимые с технологиями, используемыми для графена. Поэтому создание технологии фторографеновых диэлектрических слоев и исследование их свойств представляют собой важную и актуальную прикладную задачу.
В данном цикле работ была предложена технология и исследованы процессы фторирования графеновой суспензии. Был обнаружен переход от проводящего в изолирующее состояние пленок, получаемых из фторированной суспензии и сопутствующие процессы фрагментации и расслоения для частиц суспензии по мере фторирования. Уменьшение размеров частиц суспензии, а особенно их толщины до 1-5 монослоев приводит к существенному уменьшению рельефа поверхности пленок на основе суспензии до ~2 нм. Получено, что величина напряженности поля пробоя для пленок фторографена составляет (1-3) х 106 В/см, величина токов утечки при толщине ~20 нм не превышает мкА. Обнаружено, что пленки фторографена на таких подложках как Si, GaAs, InAs обладают чрезвычайно низкой плотностью встроенного заряда и низкой плотностью поверхностных состояний на интерфейсе с подложкой ~(0,5-5)x1010 cм-2.
В результате выполнения работы были технологии формирования диэлектрических слоев фторографена на твердых и гибких подложках с помощью 2D печатных технологий или нанесением на спинкоутере. Исследованные пленки обладают целым набором важных для приложений свойств и могут быть использованы в качестве защитных диэлектрических покрытий, диэлектрических слоев в гетероструктурах, и в качестве подложек для графеновых слоев. Пленки из фторированной графеновой суспензии способны обеспечить значительное расширение спектра приложений графеновых технологий.
