Ведущие российские научные коллективы успешно внедрили инновационную методику переноса графена, что открывает широкие перспективы для индустрии микросхем, гибкой электроники и передовых вычислительных систем. Совместные разработки Университета МИСИС, РУДН и РХТУ позволяют добиться сохраняющейся высокой проводимости материала, при этом значительно уменьшая число микроскопических дефектов и повреждений при перемещении слоя графена на подложки для дальнейшего использования.
Этот научный прорыв существенно повышает качество получаемых графеновых структур и сокращает издержки производства, поскольку исследователи отдали предпочтение более доступному и технологичному полимеру для поддержки слоя при переносе.
Преимущества новейшей технологии переноса графена
Специалисты из числа сотрудников Университета МИСИС, РУДН и РХТУ предложили инновационный способ переноса графеновых пленок, позволяющий использовать их на кремниевых и гибких подложках даже в высоконагруженных условиях современных электронных устройств. Новый технический процесс минимизирует потери исходных свойств материала, предотвращает рост сопротивления и снижает появление микроразрывов и загрязнений. По итогам лабораторных испытаний доказано, что электросопротивление слоя графена, перенесенного по новой методике, практически в 18 раз ниже сравнительно с результатами традиционного подхода.
Внедрение уникальной технологии позволит России ускорить развитие отечественной микроэлектроники, создавая более надежные и долговечные узлы микросхем, сенсоров, гибких дисплеев и высокочувствительных датчиков для медицинских и индустриальных решений.
Сравнение с классическими методиками
Применявшийся ранее традиционный вариант осуществления переноса графена опирался на использование полиметилметакрилата как опорной пленки. У традиционного полимера есть недостаток: он полностью не растворяется и оставляет следы на поверхности графена, что способствует зарождению нежелательных химических взаимодействий. Такие примеси ухудшают однородность пленки и препятствуют достижению минимального сопротивления, требуемого для высокотехнологичной электроники.
Переход к иному полимеру, полибутилметилакрилату, дал значимый результат. Его взаимодействие с графеном оказалось слабее, что позволило защитить Мономолекулярный слой от деформаций и предотвращает накопление дефектов и трещин. Отличительной чертой нового поддерживающего материала стала также более простая и доступная процедура получения, что выгодно выделяет этот вариант среди конкурентов.
Благодаря новому методу ученым удалось получить равномерный и чистый слой графена с существенно пониженным сопротивлением, этот параметр критически важен для создания современных интегральных схем и других компонентов электроники.
Графен: материал будущего для микроэлектроники
Графен — это уникальная аллотропная форма углерода, состоящая из плотно упакованных слоев атомов, собранных в двумерные гексагональные структуры. Уникальные свойства материала не имеют аналогов среди других веществ: прочность графена превышает самую твердую сталь в сто раз, а плотность остается крайне низкой. Графен хорошо проявляет свои бонусные качества именно в сочетании с новыми полимерными носителями, которые позволяют сохранить его электрическую и механическую однородность на этапе переноса.
Материал способен проводить электрический ток лучше большинства металлов, а сверхтонкая структура позволяет создавать новые устройства на молекулярном уровне. В последние годы также удалось выяснить, что графен, при определенных условиях, может проявлять свойства сверхпроводимости, открывая путь к созданию энергоэффективных и быстродействующих электронных схем.
Российские производители графена и их вклад в индустрию
На внутреннем рынке Российской Федерации число предприятий, которые специализируются на изготовлении графена, не столь велико, однако каждое из них вносит значительный вклад в развитие отечественной микроэлектроники и материаловедения. Среди главных производителей можно особо выделить Графенокс, базирующийся в Черноголовке, Нанотехцентр из Тамбова, удачно зарекомендовавшие себя Актив-нано и ПКФ Альянс из Санкт-Петербурга, а также такие столичные организации, как АкКО Лаб, Граф-СК, Графсенсорс и Русграфен.
Именно благодаря их усилиям открываются широкие возможности по созданию отечественной электронной компонентной базы и освоению экспортных ниш для инновационных материалов. Подобные предприятия становятся центрами компетенций, объединяя инженерные и научные школы, способствуя созданию высокотехнологичного оборудования и материалов для будущих электронных платформ.
Государственная поддержка и перспективы развития
В России системно развивается программа импортозамещения и поддержки отечественных инноваций в области микроэлектроники. В последние годы под эгидой Министерства промышленности и торговли страны были выделены многомиллиардные субсидии на запуск и продвижение отечественных производств высокотехнологичных материалов, что обеспечивает безопасность и технологическую независимость национальной промышленности.
Значительным этапом станет создание центра по производству передовых материалов для электроники, инициатива по запуску которого уже получила одобрение профессионального сообщества. К 2030 году стоит задача — освоить производство до 70% требуемых для микроэлектронной индустрии материалов и оборудования на российской территории. Синергия государственной поддержки и потенциала научных коллективов дает оптимизм в отношении достижения этой цели.
Выводы и перспективы дальнейшего развития
Современные открытия российских университетов и предприятий, связанных с графеном и гибкой электроникой, меняют традиционные подходы к созданию материалов для высокотехнологичных устройств. Новая технология переноса графена уверенно развивает отечественную компонентную базу, способствует росту инвестиций и стимулирует появление новых разработок в области наноэлектроники.
Такие достижения Университета МИСИС, РХТУ, РУДН и производственных компаний, как Графенокс, Нанотехцентр, Актив-нано, ПКФ Альянс, АкКО Лаб, Граф-СК, Графсенсорс, Русграфен открывают перспективные направления деятельности для талантливой молодежи, внося весомый вклад в формирование центра компетенций по наноматериалам на территории страны. Это помогает укрепить научно-техническую базу России, сделать отечественную электронику конкурентоспособной и вывести ее на мировой уровень. Перспективы ясны и внушают оптимизм — российская наука и промышленность движутся навстречу новым технологическим вершинам.
Источник: biz.cnews.ru
