Kleepuv UV-tundlik teip muudab 2D materjali ülekande lihtsamaks – Physics World

Uut tüüpi ultraviolettvalgusele tundlik kleeplint muudab kahemõõtmeliste materjalide, nagu grafeeni, erinevatele pindadele ülekandmise lihtsamaks ja odavamaks. Jaapanis asuvate arendajate sõnul võib uus linditehnika muuta 2D-materjalide edastamise revolutsiooniliseks, viies meid lähemale selliste materjalide seadmetesse integreerimisele.

2D-materjalid on paljude täiustatud elektrooniliste ja optoelektrooniliste seadmete aluseks. Kuna need on vaid mõne aatomi paksused, on neid materjale keeruline seadme pinnale üle kanda. Praegused meetodid on väga keerulised ja hõlmavad sageli substraadi söövitamist söövitavate hapetega. Materjalide äärmine õhukus tähendab ka seda, et nad vajavad sageli polümeerkilet, et neid tootmisprotsessi ajal toetada. See kile tuleb hiljem lahustiga eemaldada, mis on aeganõudev ja kulukas ning võib materjali kahjustada, tekitades soovimatuid defekte, mis halvendavad selle elektroonilisi ja mehaanilisi omadusi.

Uus funktsionaalne lint

Teadlased eesotsas Hiroki Ago of Kyushu ülikool ütlevad, et nad on nüüd leidnud alternatiivse lahenduse. Uus funktsionaalne teip, mille meeskond töötas välja tehisintellekti (AI) abil, on valmistatud polüolefiinkilest ja õhukesest kleepuvast kihist. Enne UV-valgusega kokkupuutumist on lindil tugev van der Waalsi koostoime grafeeniga (süsiniku 2D vorm) ja see kleepub selle külge. Pärast UV-kiirgusega kokkupuudet need interaktsioonid nõrgenevad, nii et grafeeni saab hõlpsasti vabastada ja sihtpinnale üle kanda. Teip jääb pärast UV-kiirgust ka veidi jäigemaks, mistõttu on grafeeni sellelt mahakoorimine veelgi lihtsam.

Teeme koostööd Jaapani tootmisettevõtte ekspertidega Nitto Denko, töötasid teadlased seejärel välja ülekandelindid muude tehnoloogiliselt oluliste 2D materjalide jaoks. Nende hulka kuuluvad kuusnurkne boornitriid (hBN), mida mõnikord nimetatakse valgeks grafeeniks või "grafeeni nõbuks", ja siirdemetallide dikalkogeniidid (TMD-d), mis näitavad ränijärgse elektroonika lootust. Optiliste ja aatomjõumikroskoopide abil saadud piltidel näisid nende materjalide pinnad pärast lindi teisaldamist siledamad ja sisaldasid vähem defekte kui tavapäraste meetodite abil üle kantud.

Paindlik ja kergesti lõigatav mõõtu

Kuna UV-teip on painduv ja (erinevalt kaitsvatest polümeerkiledest) ei pea seda pärast ülekandmist orgaaniliste lahustitega eemaldama, saab seda kasutada kõverate või selliste lahustite suhtes tundlike aluspindadega, näiteks plastidega. Ago arvab, et see võib lindi rakendusi laiendada ja ta demonstreeris seda koos kolleegidega, luues plastseadme, mis kasutab terahertskiirguse tajumiseks grafeeni. "Selline seade võib olla paljutõotav meditsiinilise pildistamise või lennujaama turvalisuse jaoks, kuna see kiirgus võib läbida objekte, nagu ka röntgenikiirgus, " selgitab ta.

UV-teipi on lihtne ka vajaliku suuruseni lõigata, mis teeb õige koguse 2D materjali ülekandmise lihtsamaks. See "lõikamise ja teisaldamise" protsess, nagu teadlased seda nimetavad, vähendab jäätmeid ja vähendab kulusid.

Koostöö, mis jäi külge

Enne uue lindi väljatöötamist töötas Ago uurimisrühm rohkem kui 10 aastat keemilise aurustamise-sadestamise kallal kvaliteetse grafeeni, hBN-i ja TMD-de sünteesimise vahendina. Ta ütleb, et selle aja jooksul taotlesid paljud teadlased oma proove, kuid enamikul neist oli probleeme nende 2D-materjalide ülekandmisega oma substraatidele. "Seetõttu mõtlesin: mis siis, kui nad saaksid selle ülekande hõlpsalt ise ära teha? Seetõttu hakkasime proovima oma 2D materjalide teipe teha,” räägib Ago.

Tehnika edendamiseks tegi Ago koostööd Nitto Denkoga, kes toodab väga erinevaid kleeplinte. Kuna neid teipe kasutati sagedamini paksude materjalide, näiteks paberi jaoks, oli koostöö alguses vaevaline, kuid nende töö tasus end ära: "Pärast põhjalikku uurimistööd õnnestus meil lõpuks välja töötada UV-teibid ja ülekandeprotsessid, mis sobivad 2D-materjalide puhtaks ülekandmiseks." Ago räägib Füüsika maailm.

2D-materjalide suuremahuliste tootmisprotsesside suunas

Ago ütleb tehnikale kõige otsesema rakenduse, mida meeskond kirjeldab Looduse elektroonika, oleks selle integreerimine 2D-materjalide suuremahulistesse tootmisprotsessidesse. Sealt lisab ta: „Ma isiklikult ootan meie UV-lindi ülekandega tipptasemel täiustatud seadmete väljatöötamist, sest saame üle kanda erinevat tüüpi 2D-materjale ja isegi neid materjale virnastada. erinevad suundumused, protsess, mis võimaldab esile kerkida uued elektroonilised omadused. "

Ehkki ülekandeprotsess on suhteliselt sujuv, tunnistavad Ago ja kolleegid, et see tekitab 2D-materjalides kortse ja mulle. Nad töötavad kleepuva kihi koostise täiustamise nimel, mis võiks aidata seda probleemi lahendada. Veel üks täiustamise eesmärk on suurendada ülekantavate 2D-materjalide suurust kaugemale nende praegu kasutatavatest 4-tollistest (102 mm) vahvlitest.

"Samuti tahan arendada keerukamate seadmete valmistamist, kasutades erinevat tüüpi 2D-materjale ja UV-linte," avaldab Ago. "Need võivad oluliselt muuta elektrooniliste ja fotooniliste seadmete tootmist." Tema sõnul võib edasine koostöö akadeemiliste ringkondade ja tööstusega võimaldada meeskonnal "täiustada seda ainulaadset lindiülekande tehnikat ja edendada 2D-materjale kasutavate kommertstoodete realiseerimist".

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/sticky-uv-sensitive-tape-makes-2d-material-transfers-easier/