1
УДК 621.38
Методы получения и результаты исследования
свойств графена
© Я.Б. Волкова, Е.В. Резчикова, В.А. Шахнов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрены методы получения и структуризации графеновых пленок. Дано опи-
сание интегральной методики исследования графена, синтезированного путем
однократного напуска ацетилена методом CVD, определяющим топологию, количе-
ство слоев, внедрение химических примесей, дефектов структуры и поверхностных
напряжений в графене. Приведены результаты исследований тестовых структур
графена методом «полуконтактной» атомно-силовой микроскопии в сочетании с
методом конфокальной микроскопии комбинационного рассеяния света.
Ключевые слова:
графен, транзисторная структура на основе графена, атомно-си-
ловая микроскопия (АСМ), спектроскопия комбинационного рассеяния света (КРС),
микрорамановское картирование, химическое осаждение из газовой фазы (CVD),
полиметилметакрилат (ПММА).
Введение.
Долгое время было принято считать, что двумерные кри-
сталлы не могут существовать из-за своей нестабильности. Но с от-
крытием в 2004 г. А.К. Геймом и К.С. Новоселовым аллотропной мо-
дификации углерода — графена — это положение было опровергнуто.
Носители заряда в графене ведут себя как фотоны или безмассовые
квазичастицы с постоянной «эффективной» скоростью света (скоро-
стью Ферми) ν
F
≈ 106 м/с [1]. Это позволяет утверждать, что графен
является весьма перспективным материалом для построения высоко-
частотного полевого транзистора [2]. Помимо возможности создания
СВЧ-транзистора с частотой порядка 100 ГГц…1 TГц [2], графен пер-
спективен в качестве элемента микро- и наносистемной техники, на-
пример в НЭМС в качестве мембраны, поскольку обладает прочностью
на разрыв порядка ~55 ГПа [1].
Однако технология изготовления графена с такими характеристи-
ками очень дорога и недостаточно отработана. Основным препятстви-
ем служит то, что значительная часть времени и усилий уходит на про-
цесс «расслаивания» углерода и получение графеновых пленок в случае
механического расщепления графена. Метод CVD-синтеза позволяет с
большей эффективностью, производительностью и с использованием
существующего оборудования и материалов получать графен [3]. Од-
нако он также имеет ряд недостатков, которые и рассматриваются далее.
