Les chimistes de l'Université Rice ont adapté leur processus de graphène induit par laser pour créer des motifs conducteurs à partir d'un matériau photorésistant standard pour l'électronique grand public et d'autres applications. Crédit :Tour Group/Rice University
Un laboratoire de l'Université Rice a adapté sa technique de graphène induite par laser pour faire de la haute résolution, motifs à l'échelle du micron du matériau conducteur pour l'électronique grand public et d'autres applications.
Graphène induit par laser (LIG), introduit en 2014 par le chimiste Rice James Tour, consiste à brûler tout ce qui n'est pas du carbone à partir de polymères ou d'autres matériaux, laissant les atomes de carbone se reconfigurer en films de graphène hexagonal caractéristique.
Le processus utilise un laser commercial qui « écrit » des motifs de graphène sur des surfaces qui, à ce jour, comprenaient du bois, du papier et même de la nourriture.
La nouvelle itération écrit des motifs fins de graphène dans des polymères photorésistants, matériaux photosensibles utilisés en photolithographie et photogravure.
La cuisson du film augmente sa teneur en carbone, et le laser ultérieur solidifie le motif de graphène robuste, après quoi la résine photosensible non laser est lavée.
Les détails du processus PR-LIG apparaissent dans la revue American Chemical Society ACS Nano .
"Ce processus permet l'utilisation de fils et de dispositifs en graphène dans une technologie de processus plus conventionnelle de type silicium, " Tour a déclaré. "Cela devrait permettre une transition vers les plates-formes électroniques principales."
Le laboratoire Rice a produit des lignes de LIG d'environ 10 microns de large et des centaines de nanomètres d'épaisseur, comparable à celui obtenu maintenant par des procédés plus lourds qui impliquent des lasers attachés à des microscopes électroniques à balayage, selon les chercheurs.
Une image au microscope électronique à balayage montre une coupe transversale de graphène induit par laser sur du silicium. Le graphène a été créé à l'Université Rice en laser un polymère photorésistant pour créer des lignes à l'échelle du micron qui pourraient être utiles pour l'électronique et d'autres applications. La barre d'échelle est de 5 microns. Crédit :Tour Group/Rice University
La réalisation de lignes de LIG suffisamment petites pour les circuits a incité le laboratoire à optimiser son processus, selon l'étudiant diplômé Jacob Beckham, auteur principal de l'article.
« La percée a été un contrôle minutieux des paramètres du processus, " a déclaré Beckham. " De petites lignes de résine photosensible absorbent la lumière laser en fonction de leur géométrie et de leur épaisseur, L'optimisation de la puissance laser et d'autres paramètres nous a donc permis d'obtenir une bonne conversion à très haute résolution. »
Un hibou de riz au graphène induit par laser est entouré d'un matériau photorésistant à gauche et se tient seul à droite après que l'excès de photoréserve ait été lavé avec de l'acétone. Les scientifiques de l'Université Rice utilisent le processus pour créer des lignes de graphène conducteur à l'échelle du micron qui pourraient être utiles dans l'électronique grand public. Crédit :Tour Group/Rice University
Parce que le photoresist positif est un liquide avant d'être filé sur un substrat pour le laser, c'est une simple question de doper la matière première avec des métaux ou d'autres additifs pour la personnaliser pour les applications, Tour dit.
Jacob Beckham, étudiant diplômé de l'Université Rice, montre un échantillon de graphène induit par laser photorésistant, en forme de chouette. Le laboratoire Rice fabrique des motifs conducteurs à partir d'un matériau photorésistant standard pour l'électronique grand public et d'autres applications. Crédit :Aaron Bayles/Université Rice
Les applications potentielles incluent les microsupercondensateurs sur puce, nanocomposites fonctionnels et réseaux microfluidiques.
