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Fisici russi scoprono il grafene ideale

© flickr.com / Vai alla galleria fotograficaL'Istituto di ricerca Nucleare e fisica MIFI di Mosca
L'Istituto di ricerca Nucleare e fisica MIFI di Mosca - Sputnik Italia
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Un gruppo di ricercatori formato da specialisti dell' Istituto Nazionale di Ricerca Nucleare presso l'Università di Fisica "MEPhI" di Mosca e di altri atenei stranieri ha scoperto una nuova tecnologia di pulizia del grafene altamente resistente all'effetto aggressivo dei radicali dell'ossigeno.

La scoperta promette di essere molto importante per lo sviluppo della nanoelettronica.

Il grafene ha una pellicola di fibre di carbonio dello spessore di un atomo e grazie alle sue caratteristiche uniche (proprietà elettriche, alta conducibilità, trasparenza alla luce, adattamento alla dilatazione meccanica) è uno dei materiali con le maggiori prospettive di impiego nella nanoelettronica.

Nella preparazione di diversi dispositivi di nanoelettronica sul grafene viene apposta una copertura di polimeri, che successivamente si decristallizza. I residui della copertura polimerica  "sporcano" il grafene, diminuendo al suo interno la mobilità delle particelle cariche.

Gli altri metodi di pulizia finora impiegati (termica, al plasma, con soluzioni chimiche) eliminano i residui polimerici, ma peggiorano la qualità del grafene. Una delle soluzioni di pulizia maggiormente adottate prevede l'utilizzo dell'ozono, che ha un'elevata reattività, ma con la sua azione danneggia i residui polimerici e lo stesso grafene, alterandone le caratteristiche.

© Foto : Donghua UniversityUn foglio di grafene a carica positiva
Fisici russi scoprono il grafene ideale - Sputnik Italia
Un foglio di grafene a carica positiva

I ricercatori dell' Istituto Nazionale di Ricerca Nucleare presso l'Università di Fisica "MEPhI" di Mosca sono riusciti a creare un grafene dotato di alta resistenza all'ozono grazie alla sublimazione ad alta temperatura del carborundo (SiC). Il grafene così ottenuto resiste al contatto con l'ozono per più di dieci minuti, mentre il grafene normale nelle stesse condizioni perde le sue proprietà già dopo tre o quattro minuti.

I risultati dell'indagine sono stati pubblicati sulla prestigiosa rivista scientifica "Carbon".

Dopo questo risultato il lavoro dei ricercatori è proseguito e per completare lo studio dei fenomeni di ozonizzazione del grafene sono stati invitati ricercatori di Grecia, Francia e Svezia. Questi ultimi, usando sistemi di modelling computerizzato sono riusciti a individuare i motivi da cui dipende la maggiore resistenza del grafene — SiC — all'azione dei radicali aggressivi dell'ossigeno. L'anormale resistenza del nuovo tipo di grafene è risultata essere causata dalla bassa scabrosità del grafene epitassiale sullo strato SiC — l'epitassia è il fenomeno di crescita di un materiale cristallino sulla superficie di un altro).

"I risultati ottenuti dimostrano che la nanofabbricazione del grafene su una base di carborundo con successiva ozonizzazione può diventare il punto d'inizio del processo tecnologico di produzione industriale del grafene pulito e arricchito. L'ozonizazzione di per sè risulta essere uno strumento efficace di pulizia del grafene, indipendentemente dal modo in cui esso è stato ottenuto. L'unico limite di questo metodo è rappresentato dalle irregolarità eventualmente presenti sulla superficie della pellicola di grafene, che deve essere completamente liscia" — ha spiegato il rettore della cattedra di Fisica degli ambienti condensati presso Istituto Nazionale di Ricerca Nucleare dell'università "MIFI" di Mosca, Mikhail Maslov.

La scoperta apre la strada all'impiego di una tecnologia di pulizia del grafene industriale di alta qualità, con proprietà elettriche stabile.

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