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Made in Russia: físicos obtienen grafeno altamente resistente a la ozonización

© Foto : MEPhIGrafeno altamente resistente a la ozonización
Grafeno altamente resistente a la ozonización - Sputnik Mundo
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Los científicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares "MEPhI" de Rusia y varios centros de enseñanza extranjeros han desarrollado una tecnología industrial para limpiar el grafeno, que tiene una alta resistencia a la acción de radicales agresivos del oxígeno.

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Este descubrimiento es muy importante para el desarrollo de la nanoelectrónica. El grafeno es una lámina cristalina formada por carbono, del espesor de un átomo. Gracias a sus características singulares (propiedades electrónicas especiales, alta conductividad, transparencia, capacidad de distensión mecánica, etc.), el grafeno es un material muy prometedor que goza de demanda en la nanoelectrónica.

Cuando se fabrican diferentes dispositivos nanoelectrónicos el grafeno se cubre con una capa polimérica que se quita después. Los restos de la capa polimérica "ensucian" el grafeno, al reducir su movilidad de los portadores de carga. Varios métodos de tratamiento (el recocido térmico, la limpieza por plasma, los disolventes químicos) permiten eliminar los restos del polímero, pero al mismo tiempo empeoran la calidad del grafeno. Por ejemplo, en uno de los métodos de limpieza difundidos se usa el ozono, que es altamente reactivo. Bajos su acción, se destruyen no sólo los restos poliméricos, sino que en el grafeno aparecen defectos que empeoran sus características.

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Los científicos de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares "MEPhI" de Rusia pudieron obtener el grafeno con una alta resistencia a la ozonización mediante la sublimación del carburo de silicio (SiC) con altas temperaturas. El grafeno obtenido es capaz de estar en contacto con el ozono durante más de diez minutos, mientras que el grafeno tradicional en tales condiciones suele perder sus propiedades dentro de tres o cuatro minutos. Los resultados de la investigación se han publicado en la prestigiosa revista científica Carbon.

Se invitó a los científicos de Grecia, Francia y Suecia a continuar investigando este fenómeno. Con el uso de la modelación digital, los  expertos lograron descubrir las causas de la resistencia aumentada del grafeno sobre el sustrato de carburo de silicio a la acción de radicales agresivos del oxígeno. Se descubrió que la resistencia anómala se debe a una baja rugosidad del grafeno epitexial sobre el sustrato de carburo de silicio (SiC) (la epitaxia se refiere a la deposición de una sobrecapa cristalina en un sustrato cristalino).

"Resultó que el grafeno rugoso tradicional es más vulnerable debido a la presencia de áreas convexas. Estas áreas demuestran una mayor actividad química para la formación de grupos epóxidos que destruyen su integridad", dijo a RIA Novosti un colaborador del Departamento de Física de Medios Condensados del Instituto de Nanotecnologías en la Electrónica, Espintrónica y Fotónica de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares "MEPhI" de Rusia, Konstantín Katin.

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"Los resultados obtenidos prueban que el proceso tecnológico de fabricación del grafeno industrial con mejores características puede basarse en la nanofabricación del grafeno con el uso de carburo de silicio con su posterior ozonización. El propio proceso de ozonización es un método eficaz para limpiar el grafeno obtenido con el uso de cualquier tecnología. La única restricción de la tecnología de limpieza está vinculada con la posible rugosidad de la lámina de grafeno, ésta debe ser casi completamente plana", explica el colaborador del Departamento de Física de Medios Condensados de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares "MEPhI" de Rusia, Mijaíl Máslov.

El descubrimiento de los científicos dará inicio al desarrollo de una tecnología prometedora de grafeno industrial de alta calidad con características electrónicas estables.

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