ОРЕАНДА-НОВОСТИ. Сотрудники Института физики полупроводников СО РАН разработали метод печати надёжных устройств для гибкой электроники на 2D-принтере. Для этого они получили новый диэлектрический материал – фторированный графен. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда (РНФ), а их результаты были опубликованы в журналах Physical Chemistry Chemical Physics и Nanotechnology.

Гибкая (растягиваемая, изгибаемая) электроника в настоящее время рассматривается как одно из магистральных направлений развития технологий электроники будущего. Ученые считают, что в таких устройствах широко использующийся кремний может иметь только очень ограниченное использование, а его место займёт монослойный материал графен — полуметалл, который можно получить из очищенного графита. Он может растягиваться на 25%, изгибаться, сворачиваться, при этом его свойства останутся почти неизменными. Его использование в электронных устройствах значительно уменьшает размеры и массу схемы, а также её энергопотребление.

Для создания электронных устройств необходимо иметь материалы с разными свойствами – от проводников до изоляторов. Материал, получаемый из графена, — оксид графена, изолятор, механические свойства которого позволяют применять его для создания устройств гибкой электроники, а прекрасно отработанная технология получения делает его доступным и дешёвым материалом. Однако он имеет ряд существенных недостатков. Например, оксид графена не способен обеспечить надёжную изоляцию (так как по нему всё-таки течёт электрический ток) и обладает очень низкой стабильностью: даже незначительное повышение температуры за счёт нагрева или протекания тока заметно увеличивает его проводимость. Всё это мешает использовать оксид графена в качестве диэлектрика — вещества, не проводящего электрический ток.

«Нами разработан простой способ получения другого диэлектрического материала на основе графена — фторированного графена. Мы показали, что плёнки, полученные из фторированного графена, обладают уникальными диэлектрическими свойствами, однако механические свойства этого материала уступают свойствам оксида графена. Поэтому мы предложили создавать двухслойные пленки: если на поверхность оксида графена нанести тонкий (несколько нанометров) слой фторированного графена, то обе проблемы оксида графена решаются. Кроме того, нами предложен простой и дешёвый способ получения плёнок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (свойство важное для многих приложений) на твёрдых и гибких подложках любой площади из суспензии частично фторированного графена, Также был найден целый класс подходящих материалов на основе фторированного графена для изготовления мемристоров», — рассказала один из авторов статьи Ирина Антонова, руководитель гранта РНФ, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института физики полупроводников СО РАН.