Сахар сделал из графена полупроводник

Непонятно, чем думали эксперты Министерства образования и науки, когда пару недель назад отказали в мегагранте весом в 150 млн руб. профессору Джеймсу Туру. Профессор Тур, обладатель внушительного числа титулов и наград, входит в десятку лучших химиков мира и считается одним из крупнейших исследователей графена, но когда он предложил организовать у нас в МГУ графеновую лабораторию, то, несмотря на отсутствие сходных по уровню конкурентов, гранта ему не дали. Но, надо полагать, профессор Тур по этому поводу не слишком огорчается, потому что его собственная графеновая лаборатория в Университете Райса работает просто на удивление хорошо.

Стать полупроводником графену помог обычный сахар

На этой неделе они опубликовали в журнале Nature статью, в которой сообщили о существенном прорыве в получении графена – температуру процесса удалось понизить с 1000 градусов до 800. И это не смешно. Это очень существенно и меняет ситуацию кардинальным образом.

Университет Райса сейчас известен тем, что там пытаются на основе графина сделать сверхбыстрые транзисторы. Чистый графен полупроводником не является, но может стать им, если внести в него особые легирующие добавки. Этому-то как раз и препятствует тысячеградусная температура приготовления одноатомных пленок графена – она лишает добавки легирующих свойств, чего при 800°C не происходит.

Сотрудник лаборатории Тура, аспирант четвертого года Дженгзонг Сун (Zhengzong Sun) и главный автор исследования, решил пойти своим путем. В то время как его коллеги из других университетов пытались справиться с ситуацией, меняя металлические катализаторы, он решил испробовать разные источники углерода, из которого строится кристаллическая решетка графена. Когда он применил плексиглаз, температура, необходимая для получения графена, сразу упала до 800°C. Вдобавок он научился изготавливать многослойные образцы графена, которые найдется множество практических применений.

Но это был чистый графен, а требовался легированный. Его Сун сумел получить с другими источниками углерода – столовым сахаром и, позже, флуореном. Здесь ему повезло еще больше – он опасался, что сама химическая природа этих источников углерода приведет к многочисленным дефектам графеновой решетки. Они и возникали, исчезая однако по мере формирования пленки.

По словам Джеймса Тура, день, когда графен достигнет уровня промышленной готовности, приближается очень быстро, и эта работа внесла существенный вклад.