Los investigadores de materiales de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado una técnica que les permite integrar grafeno, óxido de grafeno GO y óxido de grafeno reducido rGO en sustratos de silicio a temperatura ambiente mediante el recocido por láser pulsado de nanosegundos. El avance aumenta la posibilidadde crear nuevos dispositivos electrónicos, y los investigadores ya planean usar la técnica para crear sensores biomédicos inteligentes.
En la nueva técnica, los investigadores comienzan con un sustrato de silicio. Lo completan con una capa de nitruro de titanio monocristalino, utilizando epitaxia de coincidencia de dominio para garantizar que la estructura cristalina del nitruro de titanio esté alineada con la estructura del silicio. Investigadoresluego coloque una capa de aleación de cobre-carbono Cu-2.0 por ciento atómico C en la parte superior del nitruro de titanio, nuevamente utilizando epitaxia de coincidencia de dominios. Finalmente, los investigadores funden la superficie de la aleación con pulsos láser de nanosegundos, que atraen el carbono hacia elsuperficie.
Si el proceso se realiza al vacío, el carbono se forma en la superficie como grafeno; si se realiza en oxígeno, se forma GO; y si se realiza en una atmósfera húmeda seguida de vacío, se forma como rGO. En totaltres casos, la estructura cristalina del carbono está alineada con la aleación de cobre y carbono subyacente.
"Podemos controlar si el carbono forma una o dos monocapas en la superficie del material mediante la manipulación de la intensidad del láser y la profundidad de la fusión", dice Jay Narayan, Profesor de la Cátedra Distinguida John C. Fan de Ciencia de Materialese Ingeniería en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo.
"El proceso se puede ampliar fácilmente", dice Narayan. "Hemos hecho obleas de dos pulgadas cuadradas, y podríamos hacerlas mucho más grandes, usando láseres con mayor Hertz. Y todo esto se hace a temperatura ambiente,que reduce el costo "
El grafeno es un excelente conductor, pero no puede usarse como semiconductor. Sin embargo, rGO es un material semiconductor, que puede usarse para fabricar dispositivos electrónicos como sensores inteligentes integrados y dispositivos óptico-electrónicos.
"Ya hemos patentado la técnica y estamos planeando usarla para desarrollar sensores biomédicos inteligentes integrados con chips de computadora", dice Narayan.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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