Аннотация результатов, полученных в 2015 году
Проведена работа по выбору состава жидких композиций и получены следующие чернила: для получения диэлектрических слоев это оксид графена в воде и фторографен в воде, для получения проводящих слоев графен с этилцеллюлозой в терпинеоле и графен на водной основе, для получения высокоомных слоев графен в N-метилпирролидоне. Практически во всех случаях кроме основных компонентов были использованы специальные добавки, обеспечивающие стабильность чернил. Кроме неиногенных поверхностно-активных веществ были введены добавки ускоряющие высыхание напечатанных слоев, гигроскопические добавки, предотвращающие испарение воды и закупоривание дюз принтера, а также органические добавки, регулирующие электропроводность раствора и поверхностное натяжение. Печать проводилась на пластинах кремния и SiO2/Si, а также на гибких подложкахк полиэтилентерефталата (РЕТ) и полиимидной пленке (ПИП) фирмы Kapton.. Так как печать осуществлялась чернилами на водной основе, на поверхность Si и SiO2/Si для обеспечении адгезии (подложка становится гидрофильной) наносился монослой (3аминопропил)триметоксисилана (APTES) или тонкая пленка поливинилового спирта (PVA). В случае суспензии графена (гидрофобный материал) в различных средах поверхность подложек покрывалась гексаметилдисилазаном (ГМДС). Суспензия оксида графена была получена окислением графита модифицированным методом Хаммерса. Для остальных типов суспензий был предложен достаточно простой способ получения суспензии графена, основанный на использовании электрохимического расслоения с применением ультразвуковой обработки и центрифугирования. Наиболее интересные научные результаты, полученные в процессе создания и исследования суспензий, чернил и напечатанных слоев, заключаются в следующем. Было обнаружено, что в процессе проведения фторирования графеновой суспензии в водном растворе плавиковой кислоты происходит дополнительное расслоение и измельчение частиц суспензии. Исследовано влияние состава суспензии, времени фторирования, температуры и термического стресса на процесс фрагментации и расслоение. Гофрирование элементов суспензии, возникающее при их фторировании из-за разности постоянных решетки графена и фторографена, приводит к появлению неоднородных механических напряжений. Факт, что размер частиц суспензии после фрагментации определяется размером гофрировок, позволяет предположить, что фрагментация происходит по местам максимальных механических напряжений. Это предположение подтверждается распадом гофрированных слоев на отдельные элементы при термических стрессах. Значительно ускоряет процесс фрагментации проведение фторирования при повышенных температурах (~70оС). Суспензии из фторированного графена с нанометровыми размерами частиц представляют интерес для развития 2D печатных технологий, получения термически и химически стабильных диэлектрических пленок для приборных устройств на твердых и гибких подложках и технологий создания квантовых точек графена с фторированными краями. Эти результаты были использованы при создании суспензии и чернил на основе фторографена. Размер частиц в такой суспензии составлял 100-200 нм, а толщина варьировалась в пределах от одного до пяти монослоев (~1.5 нм). В результате были получены сплошные пленки фторографена с толщиной ~ 20 нм, диэлектрической проницаемостью 1.2 и крайне низкой величиной заряда в пленке (около 1010 см-2). Сочетание этих свойств с хорошей температурной и химической стабильностью фторографена позволяет утверждать, что полученные слои фторографена перспективны для создания подзатворных диэлектриков и других изолирующих и прозрачных слоев в приборных структурах, различных защитных покрытий. Обнаружено, что сочетание оксида графена с фторированным графеном дает возможность получать тонкие пленки с перспективными для приложений свойствами. Нанесение тонкого (даже менее монослоя) покрытия из фторографена на пленку оксида графена в значительной степени стабилизирует слой оксида графена (подавляет эффекты восстановления оксида графена) и приводит к уменьшению токов через пленку на несколько порядков. Таким образом, использование двухслойных пленок позволяет получить существенно более стабильные изолирующие пленки, в которых токи при толщине 20-25 нм менее 1 мкА. Причина такого эффекта основана, по-видимому, на сродстве ОГ и ФГ когда взаимодействие между гидроксильными карбоксильными и эпоксидными группами оксида графена и фтором приводит к образованию водородных связей. В результате этого происходит уменьшение электрически активных центров в двойной пленке Известно, что слои оксид графена в структурах металл – ОГ- металл демонстрируют резистивный эффект. Однако при переходе в открытое состояние благодаря протеканию относительно высокого тока происходит частичное восстановление ОГ и, соответственно, уменьшение и полное исчезновение резистивного эффекта. С целью стабилизировать резистивный эффект в оксиде графена, были созданы двухслойные структуры, в которых на слой оксида графена наносился слой фторографена. В результате переключения становились стабильными и четко воспроизводились при измерениях. Однако величина резистивного эффекта становилась меньше - отношение токов в открытом и закрытом состояниях составили 2-3 раза, по сравнению с исходным переключением с изменением токов на 2 порядка. Был найден и реализован достаточно простой способ получения суспензии графена с использованием электрохимического расслоения графита, созданием суспензий на основе этанола и/или воды с применением ультразвуковой обработки и центрифугирования. Для создания всех типов суспензий были использованы специальные добавки (неиногенный ПАВ и специальные добавки). По данным АСМ в зависимости от технологических особенностей были получены суспензии с частицами толщиной от монослоя (~0.4 нм) до 10 нм. Латеральные размеры частиц во всех случаях были близкими (~ 100 нм). Полученные из суспензий графена на водной и спиртовой основе относительно толстые слои (более 50 нм) имели сопротивление 50 – 210 Ом/кв. Наиболее интересный вариант чернил с точки зрения электрических свойств получился при использовании добавок к суспензиям графена на основе воды. Слоевое сопротивление для более тонких слоев (6-12 нм) составило ~4-12 кОм/кв. Измерения подвижности носителей в транзисторных структурах, полученной с использованием кремниевой подложки в качестве затвора дали значения 10 - 50 см2/Вс Исследование структуры напечатанных слоев оксида графена на разных подложках и с разными дополнительными покрытиями, необходимыми для равномерного нанесения чернил при печати. На подложке APTES/SiO2/Si чешуйки оксида графена располагаются случайным образом, образуя значительные рельеф поверхности (до 200 нм). И относительно рыхлую структуру напечатанных слоев. Такая структура наблюдалась на подложках Si и SiO2/Si с монослоем APTES на поверхности, на гибкой подложке PET-1. Пленка оксида графена, напечатанная на подложке PVA/Si также имеет более плотную структуру по сравнению с APTES/Si и существенно меньший рельеф поверхности. Сравнение электрических свойств структур оксида графена на APTES/Si и PVA/Si показали, что в вертикальной конфигурации токи в несколько раз меньше для структур оксида графена на подложке PVA/Si Интересный эффект был обнаружен на слоях графена, электростатически перенесенного на напечатанные слои оксида графена с большим (до 200 нм) рельефом поверхности. Для таких слоев графена были измерены слоевое сопротивление и подвижность носителей. Получилось, что слоевое сопротивление составляло 200 Ом/кв, а подвижность носителей оказалась достаточно высокой 1000 – 5000 см2/Вс меняясь в 2-3 раза в зависимости от направления развертки напряжения. Так как перенос осуществлялся на слои оксида графена с относительно рыхлой структурой и большим рельефом поверхности (отдельные чешуйки оксида графена располагались в напечатанном слое вертикально) мы получили слои графена, подвешенные на вертикально расположенных чешуйки оксида графена, расстояние между которыми составляло примерно 400 нм. Это и объясняет относительно высокую подвижность носителей. Получено, что капсулирование графена оксидом графена или фторографеном не только не ухудшает его электрические свойства, но и в отдельных случаях может приводить к уменьшению сопротивления графена и сохранению параметров слоев. Таким образом, фторированный графен и оксида графена будет в состоянии защитить графен от окружающей среды и сохранить его свойства и даже в случае использования фторированного графена позволяет увеличить проводимость капсулированного графена. По-видимому, фторированный графен более благоприятное защитное покрытие для графена, чем оксида графена, что, скорее всего, связано с низким зарядом в пленке фторированного графена. Публикации 1. Соотс Р.А., Якимчук Е.А., Небогатикова Н.А., Котин И.А. , Антонова И.В. Графеновые суспензии для 2D-печати, письма ЖТФ, в печати. 2. N.A. Nebogatikova, I.V. Antonova, I.I. Kurkina, R.A. Soots, V.I. Vdovin, V.B Timofeev, S.A.Smagulova, V.Ya Prinz Graphene flakes fragmentation in suspension in the course of fluorination, Phys. Chem. Chem, Phys., in press

Аннотация результатов, полученных в 2016 году
1. Исследование подвижности носителей в пленках, полученных из графеновых чернил позволило понять очень важную закономерность, связанную с подвижностью носителей в пленках, полученных из суспензии графена (печать или нанесение каплями). Обнаружено, что увеличение толщины частиц суспензии на уровне нескольких монослоев приводит к резкому снижению подвижности носителей. Таким образом, несмотря на относительно большую толщину создаваемой пленки (десятки нанометров) только монослойные – двухслойные элементы дают хорошее соединение чешуек и максимально возможную подвижность носителей (~100 см2/Вс) , а при толщине чешуек 2-3 нм подвижность падает до 1 см2/Вс или ниже. Именно это является причиной, что в большом количестве опубликованных работ проводимость пленок, созданных из суспензии, хорошая, а подвижность низкая (единицы или доли см2/Вс). 2. Диэлектрические пленки для графеновой электроники на основе оксида графена и фторографена. Созданы и исследованы двухслойные и композитные плёнки на основе оксида графена и фтрографена. Нанесение слоя фторографена толщиной единицы нанометров на плёнку оксида графена уменьшает ток через структуру на величину от 2 до 5 порядков и делает структуру более устойчивой к воздействию температуры. Отжиг двухслойных FG/GO пленок при температурах до 350 °С приводит к уменьшению сопротивления всего на порядок вместо 3-5 порядков для пленки GO. Величины тока через пленку ограничены значениями 0.2 – 0.02 мА/см2, тогда как для GO эти значения составляют 20 – 1 мА/см2. В структурах металл / диэлектрик / полупроводник Ag/ FG/GO/Si обнаружено, что величины заряда в пленке и на гетерогранице с кремнием относительно низкие - (0,3 – 1,4)x1011. Создание пленок из композитной суспензии FG-GO с содержанием FG 10-20% приводит к ультранизким значениям зарядов в плёнке и на интерфейсе с кремнием до величин (0,4 - 1)x1010 см-2 . Измерены относительные диэлектрические проницаемости для двухслойные и композитные пленок, значения лежат в диапазоне от 1.1. (FG) до 4.3 (GO) в зависимости от их состава. Создание двухслойных FG/GO пленок препятствует уходу кислорода и восстановлению оксида графена, в результате чего стабилизирует свойства пленки в целом. 3. Высокая подвижность носителей в квази - подвешенных структурах из мультиграфена на оксиде графена. Обнаружено, что в случае создания диэлектрического слоя из оксида графена с отдельными вертикально расположенными чешуйками высотой 60-100 нм и переноса на него мультиграфена толщиной 1-5 нм формируются структуры с квази – подвешенным каналом. Сопротивление таких каналов относительно низкое (40 – 200 Ом/кв) за счет подлегирования электронами из оксида графена. А подвижность носителей в структурах с квази – подвешенным каналом может достигать 5000 см2/Вс, что существенно превышает подвижность в графене и биграфене (300-500 см2/Вс), которые располагаются на оксида графена повторяя его рельеф. Показано, что зазор между мультиграфеном и оксидом графена величиной 20-40 нм является достаточным для существенного роста подвижности носителей. Еще одним интересным эффектом, обнаруженным для структур с квази - подвешенным мультиграфеном, является появление зависимости подвижности носителей от полярности развертки напряжения. Эффект объясняется деформацией квази – подвешенного канала к или от подложки. Структуры с квази – подвешенным каналом перспективны для использования их в качестве сенсоров и датчиков, использующих транзисторные структуры с открытой поверхностью канала. Увеличение подвижности в этом случае будет способствовать быстродействию сенсорных структур. 4. Слои на основе фторированного графена, демонстрирующие эффект переключения сопротивления. Обнаружена возможность стабилизировать резистивные переключения в пленках оксида графена. Однако величина изменения сопротивления при этом уменьшается с 1-2 порядков до 3-4 раз. Показано, что трехслойные или композитные слои фторографена с нанокристаллами V2O5 толщиной 20 – 100 нм демонстрируют стабильные биполярные резистивные переключения. Переключения происходят между сопротивлениями ~50 МОм и ~8 МОм. Униполярный резистивный эффект обнаружен на двухслойных пленках из фторографена (10-20 нм) на поливиниловом спирте (5 – 20 нм). В обоих случаях величина эффекта составляет примерно один порядок. Напряжения, требуемые для резистивных переключений, при этом не превышают 2 – 4 В. В обоих случаях переключения являются стабильными при измерении ВАХ 100-150 раз и прекрасно воспроизводится в течение ~ 4 месяцев. Для изучения механизмов переключений требуются дальнейшие исследования. В целом показано, что двухфазные системы на основе частично фторированной графеновой суспензии с использованием разработанного нами метода фторирования в водном растворе плавиковой кислоты являются крайне перспективными для разработки материалов мемристоров, которые можно использовать для печатных технологий на твердых и гибких подложках. 5. Технология получения суспензии графена для создания проводящих слоев Разработан новый вариант получения суспензии графена на водной основе с использованием электрохимического расслоения высоко ориентированного пиролитического графита (HOPG). Затем, полученные растворы подвергались центрифугированию и др. обработкам для получения тонких (1 - 4 монослойных) частиц графена. В результате был получен относительно большой объем суспензии (рис 1а), которая затем была использована для отработки композиции чернил из графена на водной основе. Слоевое сопротивление пленок, получаемых каплями из данной суспензии, составило 150 – 200 Ом/кв. Удельное сопротивление пленок толщиной 30-40 нм составляло (2-8)х10-2 Ом.см. Отдельные капли толщиной ~ 3 нм и размером 30-50 мкм имели сопротивление ~ 1 МОм/кВ, что соответствовало удельному сопротивлению 30 х10-2 Ом.см. Использование ПАВ при получении графеновых суспензий требовало отжига слоев при температурах 300 – 350оС. 6. Композиты из графена и органического проводника PEDOT:PSS для проводящих слоев Была рассмотрена еще одна возможная добавка в чернила на основе графена и воды - органический проводящий полимер PEDOT:PSS. Это полимер с самой высокой проводимостью. Мы использовали эту добавку для стабилизации чернил, для улучшения механических свойств получаемых слоев и для поиска возможностей снизить температуру дополнительного отжига напечатанных слоев. Показано, что отжиг, по-видимому, все равно нужен, так как наша графеновоя суспензия содержала ПАВ. Однако на подложках APTES/SiO2/Si эффект от отжига не столь значителен по сравнению с обычными суспензиями графена, сопротивление снижается всего в 3-4 раза и температура отжига не должна превышать 200оС. Сопротивление слоев после отжига при температуре 200оС составляет 5 - 10 кОм/кв. Толщина слоев составляла 50-150 нм. Удельное сопротивление с учетом толщины составило (8-9)х10-2 Ом.см. Важно отметить, что попытки определить подвижность носителей в композитных слоях графена с PEDOT:PSS в транзисторных структурах показали, что ток практически не модулируется напряжением на затворе. 7. Была получена суспензия слабо окисленного графена путем электрохимического расслоения графитового электрода в относительно концентрированном электролите. Оказалось, что варьирование состава электролита (водный раствор сульфата аммония (NH4)2SO4) в пределах 0.01 – 0.3 М сульфата аммония приводит к вариации степени окисления частиц суспензии в пределах О/С = 0.27 - 0.20, причем минимальная степень окисления (0.20) наблюдается при составе 0.15 М. GO, полученный по методу Хаммерса, обычно имеет степень окисления ~0.4. Исходное сопротивление таких образцов составляло около 1 МОм/кв, что на 3-4 порядка ниже сопротивление пленок, полученных из GO, полученного по методу Хаммерса. Отжиг слабоокисленных образцов показал, что 300оС достаточно, чтобы получить сопротивление ~1 кОм/кв. Таким образом, использование слабо окисленного графена значительно упрощает процесс восстановления оксида графена. 8. Слои из фторированной суспензии с NDR Было обнаружено, что в случае использования слабо фторированной суспензии (~С6F – С5F) на вольт-амперных характеристиках наблюдался участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением (NDR). Увеличение степени фторирования приводило к смене типа наблюдаемого NDR. Природа NDR связана, скорее всего, с формированием мультибарьерной системы в слоях, полученных из суспензии. Причем, по-видимому, очень важно, что в случае получения слоев из суспензии наблюдается перекрытие проводящих областей, в результате чего формируются условия для резонансного туннелирования между такими областями. Более того, если аналогичная мультибарьерная система создается при фторировании слоя графена или мультиграфена аналогичным фторированием NDR не наблюдается. Кроме того на ВАХ наблюдались ступеньки связанные с переключениями между рядом возможных по проводимости состояний (5-6 состояний). Наблюдение NDR открывает новые возможности использования таких пленок для целого спектра приложений, и прежде всего для оптоэлектроники. А использование суспензии открывает возможность получения слоев с NDR с помощью печатных технологий на твердых и гибких подложках.

Аннотация результатов, полученных в 2017 году
1. Разработаны жидкие композиции (чернили) для печати графеном, оксидом графена, слабоокисленным графеном, фторографеном. Решен вопрос подготовки поверхности графена при нанесении сверху оксида графена или фторографена. Свойства напечатанных слоев из перечисленных суспензий изучены и они были использованы для создания транзисторов. Найдены условия функционализации суспензии графена в N-метилпирролидоне с получением суспензии для диэлектрических или функциональных слоев. Свойства данного вида чернил оказались интересны и перспективны не только для электроники, но и для оптоэлектроники и находятся в процессе подробного исследования. Найдены условия получения суспензий черного фосфора и топологических изоляторов Bi2Se3 и Bi2Te3. Что касается последних суспензий, мы только начинаем изучать свойства получаемых из них слоев и в прогнозах о перспективах их использования можем пока ориентироваться только на известные свойства объемных материалов. 2. Получение суспензий графена для проводящих слоев Разработан новый вариант получения суспензии графена на водной основе с использованием электрохимического расслоения высоко ориентированного пиролитического графита (HOPG) без окисления. Данные чернила позволяют получать подвижность носителей в слое толщиной 10-20 нм до 50 см2/Вс. Но метод является относительно дорогим из-за использованного исходного материала и относительно трудоемких технологических операций. Если подвижность не важна, то суспензия графена может быть получена с использованием диспергатора на оборотах более 18 000 об/мин из частиц очищенного природного графита. В этом случае толщина частиц мультиграфена составляет 2-3 нм, латеральный размер зависит от величины используемых оборотов диспергатора и составляет 1-10 мкм. Получаемые сопротивления для пленок толщиной более 100 нм в этом случае составило 20 – 100 Ом/кв. Дополнительная обработка ультразвуком позволяет несколько уменьшить размеры получаемых частиц. Этот подход существенно более простой и дешёвый. 3. Была получена суспензия слабо окисленного графена путем электрохимического расслоения графитового электрода в электролите на основе водного раствора сульфата аммония (NH4)2SO4). Оказалось, что варьирование состава электролита в пределах 0.01 – 0.3 М приводит к вариации степени окисления частиц суспензии в пределах О/С = 0.27 - 0.20, причем минимальная степень окисления (0.20) наблюдается при составе 0.15 М. GO, полученный по методу Хаммерса, обычно имеет степень окисления ~0.4. Исходное сопротивление таких образцов составляло около 1 МОм/кв, что на 3-4 порядка ниже сопротивление пленок, полученных из GO, полученного по методу Хаммерса. Отжиг слабоокисленных образцов показал, что 300оС достаточно, чтобы получить сопротивление ~1 кОм/кв. Таким образом, использование слабо окисленного графена значительно упрощает процесс восстановления оксида графена. 4. Композиты из графена и органического проводника PEDOT:PSS для проводящих слоев Была рассмотрена еще одна возможная добавка в чернила на основе графена и воды - органический проводящий полимер PEDOT:PSS. Это полимер с самой высокой проводимостью. Мы использовали эту добавку для стабилизации чернил, для улучшения механических свойств получаемых слоев и для поиска возможностей снизить температуру дополнительного отжига напечатанных слоев. Показано, что отжиг, по-видимому, все равно нужен, так как наша графеновоя суспензия содержала ПАВ, но температура отжига не должна превышать 200оС. Сопротивление слоев после такого отжига составляет 5 - 10 кОм/кв при толщине слоев составляла 50-150 нм. Удельное сопротивление с учетом толщины составило (8-9)х10-2 Ом.см. Важно отметить, что попытки определить подвижность носителей в композитных слоях графена с PEDOT:PSS в транзисторных структурах показали, что ток практически не модулируется напряжением на затворе. 5. Диэлектрическая суспензия графена, функционализированного N-метилпирролидоном (NMP) N-метилпирролидон (C5H9NO) – популярная добавка, используемая для получения суспензии графена при расслоении графита. Считается, что NMP можно интеркалировать в графит и при этом без термообработки взаимодействия с образованием химических связей между графитом и NMP не происходит. Оказалось, что в случае предварительной активации графита диспергатором, реакция проходит без какой-либо термической обработки. В результате получаем прозрачную в видимой области суспензию и пленки, демонстрирующие фотолюминесценцию в видимом диапазоне длин волн. Исследования методом фотоэмиссионной спектроскопии рентгеновских лучей показали, что отжиг функционализированного слоя при температурах 80 – 200оС приводит к увеличению связей C-О. Это позволяет предположить, что происходит разрыв двойной связи С = О и присоединение NMP к мультиграфену через кислород. При этом появляется запрещенная зона более 3 эВ, так как суспензия становится прозрачной. Пленки являются диэлектрическими с низкими токами утечки и низкой величиной встроенного заряда. 6. Напечатанные кроссбары Ag/FG/Ag Структуры Ag / FG / Ag, были напечатанные с применением серебренных и фторографеновых чернил. На СЭМ изображении Рис. 4.1е можно видеть край наиболее толстой пленки FG (20 проходов при печати), толщина которой составила 15-20 нм. Электрические измерения показали, что для всех трех типов напечатанных Ag/ FG /Ag структур с толщиной слоя FG 10-20 nm токи утечки составляют менее 10-8 А/см2 а напряженность электрического поля пробоя выше 107 В/см. Великолепное сочетание таких свойств, как ультранизкий заряд, ультранизкие токи утечки и высокая напряженность электрического поля пробоя делает пленки фторографена перспективными для применения в качестве несущих слоев для графена (инженерия границ), подзатворного диэлектрика в транзисторных структурах и т.п. Аналогов таким пленкам не существует. 7. Слои на основе фторированного графена, демонстрирующие эффект переключения сопротивления. Обнаружено, что композитные слои фторографена с нанокристаллами V2O5 толщиной 20 – 100 нм демонстрируют стабильные биполярные резистивные переключения. Напряжение переключения составляет 1.5 – 2 В. Величина эффекта зависит от толщины слоя и варьируется от 1 порядка до 8. Изменение сопротивления слоя на 1-2 порядка наблюдалась при создании слоев путем нанесения каплями, т.е. для относительно толстых слоев. В случае печати структур типа кроссбар с серебряными контактами и композитной пленкой между ними ток переключался на 6-8 порядков и зависел от площади структуры. Униполярный резистивный эффект обнаружен на двухслойных пленках из частично фторированного графена на поливиниловом спирте (300-400 нм). В обоих случаях величина эффекта составляет примерно 1-2 порядка. Напряжения, требуемые для резистивных переключений, при этом не превышают 1.5 – 3 В. Показано, что поливиниловый спирт выступает не только в качестве пористого каркаса для тонкой пленки частично фторированного графена, но и электрически активные центры на интерфейсе с фторографеном принимают участие в проводимости в открытом состоянии структуры. В композитных пленках резистивный эффект не обнаружен. В обоих случаях переключения являются стабильными при измерении ВАХ 100-150 раз и прекрасно воспроизводится в течение периода как минимум 6-11 месяцев. Для изучения механизмов переключений требуются дальнейшие исследования. В целом показано, что двухфазные системы на основе частично фторированной графеновой суспензии с использованием разработанного нами метода фторирования в водном растворе плавиковой кислоты являются крайне перспективными для разработки материалов мемристоров, которые можно использовать для печатных технологий на твердых и гибких подложках. 8. Гибридные гетероструктуры: графен на фторографене Показано, что рельеф пленки фторографена толщиной 5-10 нм, полученные на подложке SiO2/Si с помощью 2D печати не превышает 2.2 нм, а шероховатость поверхности пленки по данным АСМ составила 0.3 нм, при этом характерные размеры частиц были менее 100 нм при толщине частиц от монослоя до 2 нм. Гибридные транзисторные структуры были созданы переносом на фторографен механически отслоённого мультиграфена толщиной 2 нм. Подвижность электронов в такой структуре увеличилась с 1000 – 1200 см2/Вс до 8000 см2/Вс. Подвижность дырок при этом практически не изменилась. Сравнение позволяет говорить о значительном увеличении подвижности электронов в структурах с напечатанным подслоем фторографена. В случае гибкой гетероструктуры G/FG/PET капсулирование пленки CVD выращенного мультиграфена фторографеном (структура FG/G/FG/PET) привело к увеличению проводимости мультиграфена в 5-6 раз. В целом, полученные данные позволяют утверждать, что использование фторографена в сочетании с графеном в гибридных гетероструктурах перспективно для приложений. 9. Формирование полностью напечатанных транзисторных структур Были напечатаны транзисторные структуры с использованием графена или слабо окисленного графена в качестве канала, оксида графена и фторографена для подзатворного диэлектрика и серебряных частиц для контактов. Структуры создавались на подложке SiO2/Si и полиимидных пленках. Сопротивление каналов составляло 10-20 кОм/кв в обоих случаях при толщине канала 20 – 25 нм, уровень легирования канала составляет 1-3х1012 см-2. Ток слабо модулируется напряжением на затворе, но это типично для планарной конфигурации транзистора из-за отсутствия запрещенной зоны в данном материале. В целом нужно отметить, что если рассмотреть разные варианты планарных транзисторов, то лучшие характеристики получены для гибридных транзисторов с перенесенным каналом. 10. Тестирование структур на гибкой подложке Начаты исследования свойств пленок, напечатанных на разных гибких подложках. В качестве подложек были использованы бумага для струйных принтеров, РЕТ и полиимидная пленка. Прежде всего, была проведена проверка целостности напечатанного слоя после механических изгибов до радиуса 5 мм. Оказалось, что на бумаге и РЕТ никаких нарушений целостности слоя обнаружено не было. Это было проверено для графена, слабоокисленнолго графена, и фторографена. На полиимидной пленке фирмы Каптон видимо из-за плохой адгезии фторографена после изгибов было обнаружено, что большая часть пленки отскочила от подложки. Для пленки фторографена были исследованы проводимость пленки в зависимости от радиуса изгиба. Исходна пленка не проводила, и было проверено, что при изгибе токи утечки так и не появляются. Для слоев графена и оксида графена хорошо известна их гибкость, когда изгибы до радиуса порядка 2 мм увеличивают сопротивление слоя всего на несколько процентов. Поэтому гибкость наших напечатанных слоев мы проверили на полоске из слабоокисленного графена, напечатанного на полиимидной пленке фирмы Каптон, т.к. только эта пленка позволила провести отжиг для восстановления слабоокисленного графена. Толщина слоя составляла ~100 нм. Полученный результат показал, что ВАХ при изгибе пленки практически не меняется, а подсчет изменения сопротивления по этим ВАХ дали величину роста сопротивления ~4% при радиусе изгиба 5 мм.