Samsung odkril metodo za proizvodnjo velikih monokristalov grafena

Že precej časa nismo pisali o prebojih na področju grafena, za katerega njegovi raziskovalci verjamejo, da bo v prihodnosti zaradi svojih lastnosti - kot so visoka električna in toplotna prevodnost ter trdnost - nadomestil kopico materialov, tudi silicij v čipih. Sedaj je Samsung sporočil, da je njihov SAIT (Samsung Advanced Institute of Technology) v sodelovanju z Univerzo Sungkyungkwan odkril metodo za pripravo velikega monokristala (pravzaprav monoplasti) grafena, ki sede na čip.

Grafen, ki ga trenutno proizvajajo po svetu, ima več kristalnih rešetk. Sintetizirajo se majhni delci urejenega grafena, ki se potem naključno združijo v veliko plast grafena, kar pa poslabša električne in mehanske materiala, zaradi česar je manj primeren za komercialno uporabo.

Idealno bi bilo ustvariti grafensko plast, ki je tako velika, kot so moderne rezine za proizvodnjo čipov (torej 300-400 mm). S silicijem to ni noben problem, z grafenom pa je bil doslej precejšen. Sedaj so uspeli na silicijevem kristalu z uporabo germanija sintetizirati monokristalen grafen, o čemer poročajo tudi v znanstvenem članku.

Postopek je precej zapleten, poenostavljeno povedano pa uporabijo monokristal silicija, ki ga ni težko vzgojiti. Nanj nanesejo plast germanija, potem pa ga potopijo v fluorovodikovo kislino, da odstranijo hidroksidne skupine na koncu in da dobijo germanijevo rešetko, ki ima na konceh vodikove atome. Nanj potem v peči nanesejo plast grafena, ki jo lahko po obdelavi odstranijo in uporabijo za izdelavo čipov.

Do komercialne uporabe grafena je vendarle še daleč, saj je treba rešiti še drugi problem, to je dopiranje. Medtem ko je silicij polprevodnik s tipično vrzeljo med elektronskimi pasovi, ki so dovoljeni in prepovedani, grafen ostaja izjemno prevoden. Za tranzistorje, ki jih je treba ugašati in prižigati, to ni najboljša rešitev, zato upajo, da jim bo uspelo spremeniti lastnosti grafena z dopiranjem. Ni pa jasno, ali bo to spremenile druge lastnosti, ki so pri grafenu izjemno cenjene.