(PhysOrg.com) -- Trouver un simple, Un moyen évolutif de modéliser le graphène pour les futures applications électroniques est l'un des plus grands défis auxquels sont confrontés les chercheurs en graphène. Alors que la lithographie a été largement utilisée pour créer des motifs de graphène pour les appareils électroniques, ses multiples étapes de traitement le rendent trop complexe pour une utilisation à grande échelle. Dans une étude récente, les scientifiques ont découvert qu'un moteur, le rouleau mobile peut déposer une solution de polymère sur une surface de graphène selon des motifs périodiquement rayés et croisés, qu'ils utilisaient pour fabriquer un transistor. En éliminant plusieurs étapes impliquées dans la lithographie, la nouvelle technique pourrait conduire à une méthode peu coûteuse pour produire des motifs de graphène pour une variété d'appareils électroniques à grande échelle.

Les chercheurs, du Korea Electronics Technology Institute et de l'Université Sungkyunkwan, tous deux à Gyeonggi-do, Corée; l'Institut national des sciences et de la technologie d'Ulsan à Ulsan, Corée; et l'Université de Corée à Séoul, Corée, ont publié leur étude dans un récent numéro de Nano lettres.

« Nous avons démontré comment un processus d'auto-assemblage peut être appliqué pour fabriquer des micro-motifs de graphène sur des substrats flexibles, » a déclaré le professeur Kwang Suh de l'Université de Corée PhysOrg.com . "Ce processus fournit une méthodologie évolutive et compatible pour la production à grande échelle et en rouleau de motifs de graphène."

L'objectif de la recherche était de produire des motifs hautement ordonnés de solution de polymère PMMA (également connu sous le nom de plexiglas lorsqu'il est sous forme solide) sur un film de graphène monocouche préparé sur un substrat flexible. Le PMMA protège des régions spécifiques du graphène tandis que le graphène est gravé par un traitement plasma. Une fois le PMMA lavé, Les motifs de graphène apparaissent gravés dans des régions qui n'étaient pas couvertes par le PMMA.

Pour modeler la solution de polymère PMMA sur le graphène, les chercheurs ont placé un rouleau sur le graphène, et le rouleau était poussé par un plateau supérieur motorisé à une vitesse définie. Lorsque les chercheurs ont chargé la solution de PMMA dans un espace confiné formé entre le rouleau et la surface de graphène, le bord de la solution PMMA (c'est-à-dire, ligne de contact) subit un mouvement de stick-slip continu en raison de la compétition entre les forces d'accrochage et les forces capillaires. Par conséquent, des motifs PMMA périodiquement rayés sont formés sur la surface du graphène sur de grandes surfaces.

Cette méthode a produit des bandes de PMMA avec un espacement presque équivalent et une largeur d'environ 18 micromètres. En faisant pivoter le film de graphène de 90°, les chercheurs pourraient également fabriquer des motifs à rayures croisées.

« Notre approche est non seulement peu coûteuse, mais a également une applicabilité diversifiée, car il peut fonctionner sur des substrats souples ou rigides; et c'est beaucoup plus simple que le procédé de photo-lithographie classique, », a déclaré le Dr Woo Seok Yan de l'Institut coréen de technologie électronique.

Pour étudier les propriétés électroniques des motifs de graphène finaux, les chercheurs ont fabriqué des transistors à effet de champ flexibles à base de graphène basés sur les modèles. Après avoir ajouté des électrodes et un diélectrique de grille ion-gel, les chercheurs ont testé le transistor et ont découvert qu'il présente une bonne mobilité électronique à basse tension. La même technique pourrait être utilisée pour fabriquer une variété de dispositifs à base de graphène.

“Avec les avantages de sa simplicité, haut débit, et l'évolutivité du traitement roll-to-roll, ce processus est prometteur pour l'intégration du graphène dans des dispositifs électroniques pratiques tels que des transistors à effet de champ et des capteurs, ", a déclaré Yan.

Yan et Suh ont ajouté qu'ils prévoyaient d'étendre la technique à de plus petites échelles.

"L'extension de ce processus d'auto-assemblage peut conduire à une plus grande variété de motifs de graphène complexes à l'échelle nanométrique, " dit Suh. « Nous nous concentrons maintenant sur la fabrication à haut débit et en rouleau de motifs de graphène nano-architecture basés sur cette technique. »

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