Elektronisten laitteiden valmistus grafeeniin suoralla laserkirjoituksella hyödyntämällä kaksifotonihapetusta ja typpiseostusta.
Päärahoittaja
Rahoittajan antama koodi/diaarinumero: 311330
Päärahoittajan myöntämä tuki (€)
- 590 610,00
Rahoitusohjelma
Hankkeen aikataulu
Hankkeen aloituspäivämäärä: 01.09.2017
Hankkeen päättymispäivämäärä: 31.08.2021
Tiivistelmä
In this project, we develop a whole new concept for laser-induced patterning, band gap tailoring and chemical doping of graphene by using laser induced two-photon functionalization (TPF). We will use two-photon oxidation (TPO) of graphene to fabricate electronic devices. Additionally, we will investigate nitrogen-doping of graphene by direct laser writing. Oxidation and nitrogen-doping will be utilized together for fabricating a p-n junction on graphene. The developed methodology enables direct laser writing of various devices on graphene at room temperature and ambient air without the need for any additional chemical or physical processing. We further develop this technology to a mass production capability by developing fast optical writing methods. This proof-of-principle work will enable utilization of the developed methods in a multitude of applications in flexible and transparent electronics based on all-graphene technology.
Tässä projektissa kehitetään aivan uusi konsepti grafeenin laserkuviointiin, vyöaukon muokkaamiseen ja kemialliseen seostukseen hyödyntämällä kaksifotonifunktionalisointia. Kaksifotonihapetuksen avulla valmistamme grafeeniin elektronisia laitteita. Lisäksi tutkimme laserkirjoituksen avulla suoritettavaa grafeenin typpiseostusta. Hapetusta ja typpiseostusta käytetään yhdessä p-n liitoksen valmistukseen grafeenista. Kehitettävä metodologia mahdollistaa erilaisten elektronisten laitteiden valmistuksen laserkirjoituksen avulla huoneen lämpötilassa ja ilmassa ilman, että mitään muita kemiallisia tai fysikaalisia prosessointimenetelmiä tarvitsisi käyttää. Tämän lisäksi kehitämme menetelmän nopeutta siten, että se mahdollistaa massatuotannon. Tämän työn tuloksia voidaan hyödyntää kehitettäessä grafeeniin perustuvaa läpinäkyvää ja taipuisaa elektroniikkaa.
Tässä projektissa kehitetään aivan uusi konsepti grafeenin laserkuviointiin, vyöaukon muokkaamiseen ja kemialliseen seostukseen hyödyntämällä kaksifotonifunktionalisointia. Kaksifotonihapetuksen avulla valmistamme grafeeniin elektronisia laitteita. Lisäksi tutkimme laserkirjoituksen avulla suoritettavaa grafeenin typpiseostusta. Hapetusta ja typpiseostusta käytetään yhdessä p-n liitoksen valmistukseen grafeenista. Kehitettävä metodologia mahdollistaa erilaisten elektronisten laitteiden valmistuksen laserkirjoituksen avulla huoneen lämpötilassa ja ilmassa ilman, että mitään muita kemiallisia tai fysikaalisia prosessointimenetelmiä tarvitsisi käyttää. Tämän lisäksi kehitämme menetelmän nopeutta siten, että se mahdollistaa massatuotannon. Tämän työn tuloksia voidaan hyödyntää kehitettäessä grafeeniin perustuvaa läpinäkyvää ja taipuisaa elektroniikkaa.
Vastuullinen johtaja
Muut hankkeeseen liittyvät henkilöt (JYU)
Päävastuullinen yksikkö
Seurantakohteet
Profiloitumisalue: Nanoscience Center (Fysiikan laitos PHYS, JYFL) (Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta) (Kemian laitos CHEM) (Bio- ja ympäristötieteiden laitos BIOENV) NSC
Liittyvät julkaisut ja muut tuotokset
- Area‐Selective Atomic Layer Deposition on Functionalized Graphene Prepared by Reversible Laser Oxidation (2022) Mentel, Kamila K.; et al.; A1; OA
- Deterministic Modification of CVD Grown Monolayer MoS2 with Optical Pulses (2021) Turunen, Mikko T.; et al.; A1; OA
- Shaping graphene with optical forging : from a single blister to complex 3D structures (2021) Mentel, Kamila K.; et al.; A1; OA
- Ultrastiff graphene (2021) Hiltunen, Vesa-Matti; et al.; A1; OA
- Making Graphene Luminescent by Direct Laser Writing (2020) Hiltunen, Vesa-Matti; et al.; A1; OA
- Optically Forged Diffraction-Unlimited Ripples in Graphene (2018) Koskinen, Pekka; et al.; A1; OA
