Принц В.Я. Формирование графена, нанооболочек и приборов наноэлектроники и наномеханики на его основе

Государственный контракт № 02.513.12.3003 от 14 июля 2008 г.

Головная организация: Учреждение Российской академии наук Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения РАН г. Новосибирск (ИФП СО РАН). 
Основные исполнители: В.Я. Принц, В.А. Селезнев, С.В. Голод, И.В.Антонова, И.А.Корнеев, Р.А. Соотс, С.В. Мутилин, А.В.Копылов

Организация-соисполнитель: Учреждение Российской академии наук Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН (ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН), г. Санкт-Петербург. 
Исполнители: А.Я.Вуль, А.Т. Дидейкин, А.Е Алексенский

Организация-соисполнитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный университет" (ГОУ ВПО «НГУ») г. Новосибирск. 
Исполнители: А.Е. Зарвин, Н.Г.Коробейщиков

Организация-соисполнитель: Учреждение Российской академии наук Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения РАН (ИНХ им. А.В.Николаева СО РАН), г. Новосибирск. 
Исполнители: А.В. Окотруб, Л.Г. Булушева, Н.Ф. Юданов

Контактная информация: руководитель проекта Принц В.Я., e-mail prinz@isp.nsc.ru

Результатом комплексной работы является решение ключевых задач практического применения графена, материала с уникальными свойствами, перспективными для широкого применения в наноэлектронике, наномеханике и наноматериалах.

Решена задача увеличения площади графена до размеров (8 см2), достаточных для массового изготовления приборов, с помощью хорошо развитых планарных технологий полупроводниковой промышленности.

Разработаны методы формирования из плоского графена важных для практики трехмерных графеновых и гибридных нанооболочек и массивов на их основе.

Разработаны и созданы лабораторные образцы новых эффективных графеновых приборов и материалов с параметрами, превосходящими аналоги.

Сформированы графеновые и гибридные пленки больших площадей, ограниченные только размерами подложек. Графеновые пленки толщиной в 1, 2, 3, 4 монослоя сформированы с помощью:

1) роста графена из углеводородов на поверхности металлов: никеля, иридия, родия;

2) термического отжига карбида кремния в вакууме;

3) химического восстановления поверхности изолятора- фторида графита. Разработаны травители, позволяющие отсоединить графен от подложек и методы экспрессного определения числа монослоев в пленке.

Получила дальнейшее развитие российская нанотехнология, позволяющая целенаправленно преобразовывать напряженные плоские твердотельные пленки (монослои) в пленки трехмерной конфигурации (изогнутые, свернутые, гофрированные, выпученные и периодические оболочки). Ранее данная технология уже продемонстрировала свои возможности в изготовлении полупроводниковых наноприборов и наноматериалов, которые нельзя изготовить другой технологией.

Это уникальные трубчатые лазеры, сверхбыстродействующие сенсоры-анемометры, кольцевые резонаторы, нанореакторы, наномоторы, нанопринтеры, искусственные наноматериалы-метаматериалы, наноинструменты для работы с клетками. В проекте разработаны методы формирования массивов графеновых и гибридных микро- и нанооболочек.

К основным результатам проекта относится также разработка и создание лабораторных образцов:

а) прецизионных массивов оригинальных графеновых полевых эмиттеров, перспективных для применений в мониторах нового поколения, источниках света, миниатюрных рентгеновских приборах, сенсорах;

б) одноэлектронного графенового нанотранзистора, работающего при комнатной температуре;

в) оригинального графенового сенсора магнитного поля, основанного на гигантской асимметрии магнитосопротивления;

г) массивов газовых сенсоров;

д) оригинального плазмонного наноматериала;

е) массивов графеновых механических микро-и нанорезонаторов на микроканальной пластине и на наноотверстиях.

Выполненная комплексная работа открывает возможность массового изготовления целого ряда графеновых наноструктур, наноприборов и материалов с помощью хорошо отработанных в полупроводниковой промышленности групповых планарных технологий.

К списку тезисов конференции