Banda lipicioasă sensibilă la UV facilitează transferul de materiale 2D – Physics World

Un nou tip de bandă lipicioasă, care este sensibilă la lumina ultravioletă, face mai ușor și mai ieftin transferul materialelor bidimensionale precum grafenul pe diferite suprafețe. Potrivit dezvoltatorilor săi din Japonia, noua tehnică de bandă ar putea revoluționa transferul de materiale 2D, aducându-ne mai aproape de integrarea acestor materiale în dispozitive.

Materialele 2D formează baza multor dispozitive electronice și optoelectronice avansate. Deoarece au o grosime de doar câțiva atomi, aceste materiale sunt dificil de transferat pe suprafețele dispozitivului. Metodele actuale sunt foarte complexe și implică adesea gravarea unui substrat cu acizi corozivi. Subțirea extremă a materialelor înseamnă, de asemenea, că adesea au nevoie de o peliculă polimerică care să le susțină în timpul procesului de fabricație. Această peliculă trebuie îndepărtată ulterior cu solvent, ceea ce este consumator de timp și costisitor și poate deteriora materialul prin introducerea de defecte nedorite care îi degradează proprietățile electronice și mecanice.

O bandă nouă funcțională

Cercetătorii conduși de Hiroki în urmă of Universitatea din Kyushu spun că au găsit acum o soluție alternativă. Noua bandă funcțională, pe care echipa a dezvoltat-o ​​cu ajutorul inteligenței artificiale (AI), este realizată dintr-o peliculă de poliolefină și un strat adeziv subțire. Înainte de a fi expusă la lumina UV, banda prezintă interacțiuni puternice Van der Waals cu grafenul (o formă 2D de carbon) și se lipește de acesta. După expunerea la UV, aceste interacțiuni slăbesc, astfel încât grafenul poate fi eliberat și transferat cu ușurință pe o suprafață țintă. De asemenea, banda se rigidizează ușor după expunerea la UV, ceea ce face și mai ușor să dezlipiți grafenul de pe ea.

Lucrează în colaborare cu experți de la firma de producție japoneză Nitto Denko, cercetătorii au dezvoltat apoi benzi de transfer pentru alte materiale 2D importante din punct de vedere tehnologic. Acestea includ nitrură de bor hexagonală (hBN), care este uneori denumită grafen alb sau „vărul grafenului”, și dicalcogenuri ale metalelor de tranziție (TMD), care sunt promițătoare pentru electronicele post-siliciu. În imaginile obținute cu ajutorul microscoapelor cu forță optică și atomică, suprafețele acestor materiale după transferul benzii au apărut mai netede și au conținut mai puține defecte decât cele transferate prin abordări convenționale.

Flexibil și ușor tăiat la dimensiune

Deoarece banda UV este flexibilă și (spre deosebire de filmele polimerice de protecție) nu trebuie îndepărtată cu solvenți organici după transfer, poate fi utilizată cu substraturi care sunt curbate sau sensibile la astfel de solvenți, cum ar fi materialele plastice. Acum crede că acest lucru ar putea extinde aplicațiile benzii, iar el și colegii săi au demonstrat acest lucru făcând un dispozitiv din plastic care folosește grafenul pentru a detecta radiația terahertzi. „Un astfel de dispozitiv ar putea fi promițător pentru imagistica medicală sau securitatea aeroportului, deoarece această radiație poate trece prin obiecte, la fel ca razele X”, explică el.

Banda UV este de asemenea ușor de tăiat la dimensiunea necesară, ceea ce face mai ușor transferul cantității potrivite de material 2D. Acest proces de „taiere și transfer”, așa cum îl numesc cercetătorii, va minimiza risipa și va reduce costurile.

O colaborare care a rămas

Înainte de a dezvolta noua bandă, grupul de cercetare Ago a lucrat mai mult de 10 ani la depunerea chimică în vapori ca mijloc de sinteză a grafenului, hBN și TMD-uri de înaltă calitate. În acea perioadă, spune el, mulți cercetători și-au solicitat mostrele, dar cei mai mulți dintre ei au avut probleme în transferul acestor materiale 2D pe substraturile lor. „De aceea m-am gândit: și dacă ar putea face acest transfer cu ușurință singuri? Acesta este motivul pentru care am început să încercăm să facem benzile noastre cu materiale 2D”, spune Ago.

Pentru a avansa tehnica, Ago a colaborat cu Nitto Denko, care produce o mare varietate de benzi adezive. Deoarece aceste benzi au fost folosite mai des pentru materiale groase, cum ar fi hârtia, colaborarea a avut probleme la început, dar munca lor a dat roade: „După cercetări ample, am reușit în sfârșit să dezvoltăm benzi UV și procese de transfer adecvate pentru transferul curat al materialelor 2D.” Ago spune Lumea fizicii.

Spre procese de fabricație pe scară largă a materialelor 2D

Ago spune cea mai directă aplicație pentru tehnică, pe care echipa o descrie Electronica naturii, ar fi să-l integrăm în procesele de producție la scară largă pentru materiale 2D. De acolo, adaugă el, „mă aștept personal la dezvoltarea unor dispozitive avansate de ultimă oră cu transferul nostru cu bandă UV, deoarece putem transfera diferite tipuri de materiale 2D și chiar stivuim aceste materiale împreună în orientări diferite, un proces care permite să apară noi proprietăți electronice. "

Deși procesul de transfer este relativ ușor, Ago și colegii recunosc că produce unele riduri și bule în materialele 2D. Ei lucrează la îmbunătățiri ale compoziției stratului adeziv care ar putea ajuta la rezolvarea acestei probleme. Un alt obiectiv de îmbunătățire este creșterea dimensiunii materialelor 2D transferate dincolo de napolitanele de 4 inci (102 mm) pe care le folosesc în prezent.

„De asemenea, vreau să dezvolt fabricarea de dispozitive mai sofisticate folosind diferite tipuri de materiale 2D și benzi UV”, dezvăluie Ago. „Acestea ar putea schimba substanțial modul în care sunt produse dispozitivele electronice și fotonice.” Colaborările ulterioare cu mediul academic și industrie, spune el, ar putea permite echipei „să îmbunătățească această tehnică unică de transfer de bandă și să promoveze realizarea de produse comerciale folosind materiale 2D”.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/sticky-uv-sensitive-tape-makes-2d-material-transfers-easier/