Croissance et adhésion du graphène aux tranches de silicium

Des chercheurs de l'université nationale de Singapour ont dévoilé un procédé permettant de filmer du graphène sur des tranches de silicium par un processus de croissance, ce qui accroît l'efficacité du transfert face à face du matériau. À l'instar du film d'adhérence de l'eau, le graphène s'étend de manière exponentielle sur une surface de silicium pour la recouvrir entièrement. Ce procédé révolutionne la méthodologie d'adhésion du graphène à des fins technologiques.

Graphène sur une plaquette de silicium

Ce nouveau procédé est le premier à permettre non seulement le transfert, mais aussi la reproduction du graphène sur des tranches et des puces de silicium. Il s'agit d'une rupture par rapport à la norme industrielle de la peinture, qui consiste à faire rouler un graphène liquide sur du silicium, puis à le laisser sécher selon l'application. Cette méthode standard, bien qu'utilisée pour développer des feuilles de graphène d'une longueur allant jusqu'à 30 pouces, a posé des problèmes en permettant la formation d'impuretés et de défauts au cours du processus de stratification. Les plis, les fissures et les rides étaient des problèmes courants, et la perte de produits était acceptable en raison de l'absence de méthodes plus fiables. Cette situation a changé avec la méthode de croissance et de transfert.

Le processus permet à une graine de graphène d'être collée sur une base de silicium, puis de croître de manière exponentielle selon des paramètres naturels pour remplir un espace. Le graphène agit comme une réaction presque organique, s'étalant sur son support de croissance pour couvrir et recouvrir la surface du silicium. Ce processus réduit les impuretés ajoutées par le processus de laminage et donne au graphène l'avantage lors de la création de nouvelles surfaces. Les recherches menées en prime, bien que principalement axées sur l'adhésion au silicium, suggèrent que le graphène pourrait bien être utilisé comme support de croissance pour d'autres matériaux.

La preuve par l'exemple

Au cours des phases d'investigation et d'expérimentation, de minces rubans de graphène ont été appliqués à des structures de base en silicium et la microscopie à force atomique a été utilisée pour capturer le potentiel de croissance. Dans le même temps, des électrodes ont acheminé des charges à travers la plaque de surface en croissance pour mesurer la conductivité afin de garantir un produit viable à la fin de l'expérience. Cette expérience concomitante n'a révélé aucune perte de conductivité au cours du processus, ce qui prouve que ce dernier constituera une solution viable par rapport aux méthodes de roulage et de séchage précédemment utilisées.

Il ne fait aucun doute que ce nouveau procédé de placement du graphène sur des tranches de silicium va révolutionner l'industrie, avec des avantages immédiats en termes de limitation des impuretés, de réduction des heures de travail pour l'application et d'augmentation de la rentabilité grâce à la réduction du temps d'application.