Фторирование решает одну из главных проблем графена

Исследователи из Университета Тохоку совместно с коллегами разработали инновационную стратегию слабого фторирования графена. Находка ученых позволила решить проблему отсутствия энергетической щели у этого уникального материала.

Графен, обладающий исключительными электрическими и механическими свойствами, сталкивается с фундаментальной ограниченностью: у него отсутствует так называемая энергетическая щель, которая играет роль «затвора», регулирующего прохождение электрического тока. Из-за этого графен постоянно проводит электричество, что делает его непригодным для использования в транзисторах и других электронных устройствах, где необходимо включение и выключение проводимости.

Одним из способов решения этой проблемы является добавление атомов фтора, которые изменяют структуру графена и формируют энергетическую щель, сохраняя при этом его высокую подвижность носителей заряда. Однако традиционные методы фторирования требуют использования токсичных химикатов, что затрудняет масштабное внедрение этой технологии.

Команда исследователей под руководством доктора Япинг Ци разработала экологически безопасный метод селективного фторирования графена с использованием фторполимеров. Новый подход позволяет значительно улучшить свойства графена, включая усиленную фотолюминесценцию и регулируемые транспортные характеристики, сохраняя при этом его основные преимущества. «Эта технология делает графен более подходящим для применения в оптоэлектронных устройствах и энергетических технологиях, таких как светодиоды и сенсоры», — поясняет доктор Ци.