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如何更好地实现北京石墨加工高精度微纳结构

2020-11-20 09:49:09

此外,石墨烯应用于集成光学和微电子设备、微量生物或单分子传感和DNA测序,首先要加工微纳尺度。目前,该方法已成功应用于场效应管、传感器、光调制器等设备的生产。然而,石墨烯微纳结构的生产仍然存在许多技术问题和挑战:

一方面,石墨烯墨烯非常薄,一些常见的加工方法很难准确控制加工位置,其电学性质非常敏感,加工过程容易造成接触污染;

另一方面,设备所需的石墨烯微纳结构空间分辨率高,因此加工应尽可能零损伤,对加工精度和平整度要求高。因此,如何更好地实现北京石墨加工高精度微纳结构,在实现高性能电子和光电器件方面具有重要的现实意义。

石墨烯微纳加工方法。

当前,石墨烯微纳加工方法大致可分为:掩膜光刻、转移压印、激光直写和多光束干涉光刻。

掩膜光刻和转移压印是获得大面积石墨烯微纳结构的有效方法,但需要模板,属于接触式加工,容易造成接触污染,加工过程繁琐。其中,北京石墨加工需要消耗模板;模板在转移压印过程中可以重复使用,成本相对较低;激光直写和激光多光束干涉光刻属于非接触加工,不需要模板,但这两种方法在加工过程中都需要考虑基底损坏的因素。激光直写加工结构图案灵活,但加工复杂结构时间长;激光多光束干涉光刻方法只能加工干涉图案,结构不够灵活,但加工速度快。

掩膜光刻:(a)掩膜光刻工艺。(b)石墨烯立体图。(c)石墨烯带光学显微镜。

掩膜光刻加工石墨烯电极示意图。在高掺杂硅片上通过热生长形成150nm厚的二氧化硅(SiO2);2)将氧化石墨烯(GO)溶液旋涂在SiO2上;3)通过1000℃的高温退火将GO还原为石墨烯;4)在真空环境下,通过格子铜模将铝蒸发到石墨烯上,形成厚60nm的铝膜;5)用氧等离子体刻蚀未受铝保护的石墨烯部分;6)用酸溶液去除铝,从而获得宽约100μm的石墨烯带。

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