Новый материал для электроники нового поколения

Международная группа ученых синтезировала новый двухмерный наноматериал, открытие которого показывает бесконечные возможности графена, из которого он был получен.

Новый материал назвали графаном (graphane). В отличие от своего предшественника графена, обладающего уникально высокой проводимостью, графан – изолятор.

Учёные из университета Манчестера (University of Manchester) под руководством Андре Гейма (Andre Geim) и Константина Новоселова в сотрудничестве с Институтом проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов (Черноголовка, Московская область), Институтом молекулярных материалов (Нидерланды) и Кембриджским университетом (Великобритания) обнаружили, что графен (в отличие от графита) охотно вступает в химические реакции с другими веществами, что позволяет менять его свойства в широком диапазоне.

Напомним, что графен открыли в 2004 году там же – в Манчестерском университете. Он представляет собой двухмерный материал из атомов углерода, «уложенных» в гексагональную кристаллическую решетку. Помимо необычайно высокой электрической проводимости ему присущи значительная механическая жёсткость и теплопроводность.

Превращение графена из великолепного проводника в изолятор учёные осуществили, присоединив к каждому атому углерода его структуры по атому водорода. Причем полученный новый материал обладает той же кристаллической решеткой, что и графен, лишь с меньшим размером ячейки. Важно, что все свойства исходного материала – графена, можно восстановить простым нагревом (отжигом) графана.

Исследователи уверены, что модификация свойств графена с помощью химических реакций почти неограниченно расширяет возможности его применения в электронике. Возможность тонкой настройки электронных свойств материала открывает перспективу производства любых электронных компонентов и устройств из единого и реально универсального материала. Например, графеновая подложка и межкомпонентные соединения можно будет производить из отлично проводящего графена; а полупроводниковые компоненты – из его химических модификаций. Однако до этого ещё далеко. Теперь учёным предстоит подробно изучить электрические свойства производных графена и научиться их тонкой настройке.