Д.С. Хлебникова1, М. Тамбура2, М.В. Чичков3, Е.А. Гостева4

1–4 Национальный исследовательский технологический университет «МИСИС» (Москва, Россия)

4 Российский университет дружбы народов (Москва, Россия)

1 dariaoft@gmail.com, 2 mamadoutamboura@yahoo.fr, 3 maxim.chichkov@gmail.com, 4 gos-3@mail.ru

Постановка проблемы. Широкое применение графена в наноэлектронике и фотоэлектрических устройствах требует разработки надежных и воспроизводимых методов его синтеза и переноса на целевые подложки. Одним из наиболее распространенных методов является мокрый перенос графена с использованием полимерных носителей, таких как полиметилметакрилат (ПММА). Однако использование ПММА ограничено в связи с включением его мономера в список прекурсоров, что стимулирует поиск альтернативных полимеров, например, полибутилметакрилата (ПБМА). Ключевой проблемой при использовании ПБМА является влияние органических растворителей, применяемых для его нанесения, на качество графеновой пленки после переноса. Растворители могут влиять на степень дефектности графена, на однородность пленки, остаточное загрязнение полимером, технологическую воспроизводимость процесса. Кроме того, различные растворители обладают разной токсичностью, летучестью и пожароопасностью, что также должно учитываться при выборе оптимального состава для безопасного и эффективного применения в лабораторных условиях. Таким образом, существует необходимость в систематическом исследовании влияния различных органических растворителей на качество переносимого графена с использованием ПБМА для определения оптимального состава, обеспечивающего минимальную дефектность, высокую воспроизводимость и безопасность процесса.

Цель. Провести сравнительный анализ влияния различных органических растворителей (ацетона, ДМФА, толуола, хлороформа) и чистого ПБМА на структурное и электрофизическое качество графеновых пленок, переносимых мокрым методом, для определения оптимального состава, обеспечивающего минимальную дефектность, высокую технологическую воспроизводимость и безопасность процесса.

Результаты. Исследования показали, что ни один из использованных растворителей не привел к значительному увеличению дефектности графена по сравнению с исходным состоянием. Однако были выявлены технологические особенности:
чистый ПБМА и раствор в ДМФА склонны к быстрому отверждению на воздухе, что приводит к разрывам пленки, а ацетон и толуол обладают повышенной огнеопасностью. На основе анализа безопасности и качества пленок сделан вывод, что ацетон является наиболее предпочтительным растворителем для ПБМА, так как обеспечивает хорошее качество переноса и представляет меньшую опасность для здоровья. Использование хлороформа или толуола возможно при наличии особых условий безопасности, тогда как чистый ПБМА и раствор с ДМФА не рекомендуются к применению.

Практическая значимость. Поскольку ПММА и многие специализированные растворители могут быть недоступны или ограничены в поставках, предложенная альтернатива (ПБМА + ацетон) основана на доступных и легко производимых материалах, что способствует развитию собственных технологий в области наноэлектроники.

Хлебникова Д.С., Тамбура М., Чичков М.В., Гостева Е.А. Влияние органических растворителей на качество переносимого графена с использованием полибутилметакрилата // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. T. 79. № 11. С. 32–38. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202511-03

1. Geim A.K., Novoselov K.S. The rise of graphene // Nature Materials. 2007. Т. 6. № 3. C. 183–191. DOI. 10.1038/nmat1849.
2. Воробьева А.И. Элементы электроники на углеродных наноматериалах // Успехи современной радиоэлектроники. 2013. № 7. C. 41–67.
3. Huang Z., Liu W., Li J., Jiang Y., Yuan G., Gao L. Current status and prospect of graphene growth by chemical vapor deposition // New Carbon Materials. 2025. Т. 40. № 3. C. 457–476. DOI. 10.1016/S1872-5805(25)60991-7.
4. Bagdasaryan S.A., Nalimov S.A. Structure and emission properties of structures based on carbon walls and aluminum nitride // Science Intensive Technologies. 2021. DOI. 10.18127/j15604128-202003-03.
5. Ullah S., Yang X., Ta H.Q. et al. Graphene transfer methods: A review // Nano Research. 2021. Т. 14. № 11. C. 3756–3772. DOI. 10.1007/s12274-021-3345-8.
6. Shaker L.M., Abdulamie A.A., Al-Amiery A.A. Graphene-enabled advancements in solar cell technology // Journal of Alloys and Compounds. 2025. Т. 1020. C. 179583. DOI. 10.1016/j.jallcom.2025.179583.
7. Yoon M.-A., Kim C., Kim J.-H., Lee H.-J., Kim K.-S. Surface Properties of CVD-Grown Graphene Transferred by Wet and Dry Transfer Processes // Sensors. 2022. Т. 22. № 10. C. 3944. DOI. 10.3390/s22103944.
8. Kim S., Shin S., Kim T. et al. Robust graphene wet transfer process through low molecular weight polymethylmethacrylate // Carbon. 2016. Т. 98. C. 352–357. DOI. 10.1016/j.carbon.2015.11.027.
9. Torres Quiñones J., Yun M. Graphene transfer implementations to micro and nano electronic // Microelectronic Engineering. 2023. Т. 269. C. 111915. DOI. 10.1016/j.mee.2022.111915.
10. Yılmaz K., Gürsoy M., Şakalak H., Ersöz M., Karaman M. Transfer of CVD-Graphene on Real-World Surfaces in an Eco-Friendly Manner // ACS Applied Engineering Materials. 2023. Т. 1. №. 8. C. 2042–2049. DOI. 10.1021/acsaenm.3c00211.
11. Jang D.J., Haidari M.M., Kim J.H., Ko J.-Y., Yi Y., Choi J.S. A Modified Wet Transfer Method for Eliminating Interfacial Impurities in Graphene // Nanomaterials. 2023. Т. 13. № 9. C. 1494. DOI. 10.3390/nano13091494.
12. Tomašević-Ilić T., Jovanović Đ., Popov I., Fandan R., Pedrós J., Spasenović M., Gajić R. Reducing sheet resistance of self-assembled transparent graphene films by defect patching and doping with UV/ozone treatment // Applied Surface Science. 2018. Т. 458. C. 446–453. DOI. 10.1016/j.apsusc.2018.07.111.