Липкая лента, чувствительная к УФ-излучению, упрощает перенос 2D-материалов – Мир физики

Новый тип липкой ленты, чувствительной к ультрафиолету, упрощает и удешевляет перенос двумерных материалов, таких как графен, на различные поверхности. По мнению японских разработчиков, новая технология ленты может произвести революцию в передаче 2D-материалов, приблизив нас к интеграции таких материалов в устройства.

2D-материалы составляют основу многих современных электронных и оптоэлектронных устройств. Однако, поскольку их толщина составляет всего несколько атомов, эти материалы трудно переносить на поверхности устройств. Современные методы очень сложны и часто включают травление подложки агрессивными кислотами. Чрезвычайная тонкость материалов также означает, что им часто требуется полимерная пленка для поддержки во время процесса изготовления. Эту пленку впоследствии необходимо удалить растворителем, что требует много времени и средств и может повредить материал, создав нежелательные дефекты, ухудшающие его электронные и механические свойства.

Новая функциональная лента

Исследователи во главе с Хироки Аго of Университет Кюсю говорят, что теперь они нашли альтернативное решение. Новая функциональная лента, которую команда разработала с помощью искусственного интеллекта (ИИ), изготовлена ​​из полиолефиновой пленки и тонкого клеевого слоя. Перед воздействием УФ-излучения лента демонстрирует сильное ван-дер-ваальсовское взаимодействие с графеном (двумерной формой углерода) и прилипает к нему. После воздействия УФ-излучения эти взаимодействия ослабевают, так что графен может быть легко высвобожден и перенесен на целевую поверхность. Лента также слегка затвердевает после воздействия ультрафиолета, что облегчает отделение графена от нее.

Работа в сотрудничестве со специалистами японской производственной фирмы. Нитто ДенкоЗатем исследователи разработали ленты для переноса других технологически важных 2D-материалов. К ним относятся гексагональный нитрид бора (hBN), который иногда называют белым графеном или «двоюродным братом графена», и дихалькогениды переходных металлов (TMD), которые перспективны для посткремниевой электроники. На изображениях, полученных с помощью оптического и атомно-силового микроскопов, поверхности этих материалов после ленточного переноса выглядели более гладкими и содержали меньше дефектов, чем перенесенные традиционными методами.

Гибкий и легко режется по размеру

Поскольку УФ-лента гибкая и (в отличие от защитных полимерных пленок) ее не нужно удалять органическими растворителями после переноса, ее можно использовать с изогнутыми или чувствительными к таким растворителям подложками, такими как пластики. Аго считает, что это может расширить возможности применения ленты, и он и его коллеги продемонстрировали это, создав пластиковое устройство, использующее графен для восприятия терагерцового излучения. «Такое устройство может быть многообещающим для медицинской визуализации или обеспечения безопасности аэропортов, поскольку это излучение может проходить сквозь объекты, как рентгеновские лучи», — объясняет он.

УФ-ленту также легко разрезать до необходимого размера, что упрощает перенос необходимого количества 2D-материала. Этот процесс «вырезания и переноса», как его называют исследователи, позволит свести к минимуму отходы и снизить затраты.

Сотрудничество, которое прижилось

Прежде чем разработать новую ленту, исследовательская группа Аго более 10 лет работала над химическим осаждением из паровой фазы как средством синтеза высококачественного графена, hBN и TMD. За это время, по его словам, многие исследователи запросили образцы, но у большинства из них возникли проблемы с переносом этих 2D-материалов на подложки. «Поэтому я подумал: а что, если бы они могли легко осуществить этот трансфер самостоятельно? Вот почему мы начали пробовать создавать ленты из 2D-материалов», — говорит Аго.

Чтобы усовершенствовать эту технику, Аго сотрудничал с Nitto Diko, которая производит широкий ассортимент клейких лент. Поскольку эти ленты чаще использовались для толстых материалов, таких как бумага, поначалу сотрудничество было затруднено, но их работа окупилась: «После обширных исследований нам наконец удалось разработать УФ-ленты и процессы переноса, подходящие для чистого переноса 2D-материалов». назад рассказывает Мир физики.

На пути к крупномасштабным процессам производства 2D-материалов

Аго говорит о наиболее прямом применении этой техники, которую команда описывает в Природа Электроника, было бы интегрировать его в крупномасштабные производственные процессы 2D-материалов. После этого он добавляет: «Лично я ожидаю разработки передовых устройств с нашей УФ-лентой для переноса, потому что мы можем переносить различные типы 2D-материалов и даже складывать эти материалы вместе в разные ориентации, процесс, который позволяет появляться новым электронным свойствам".

Хотя процесс переноса относительно гладкий, Аго и его коллеги признают, что он приводит к образованию складок и пузырей на 2D-материалах. Они работают над улучшением состава клеевого слоя, который может помочь решить эту проблему. Еще одним направлением улучшения является увеличение размера передаваемых 2D-материалов за пределы 4-дюймовых (102 мм) пластин, которые они используют в настоящее время.

«Я также хочу развивать производство более сложных устройств с использованием различных типов 2D-материалов и УФ-лент», — рассказывает Аго. «Это может существенно изменить способ производства электронных и фотонных устройств». По его словам, дальнейшее сотрудничество с научными кругами и промышленностью может позволить команде «улучшить эту уникальную технику переноса ленты и продвинуть вперед реализацию коммерческих продуктов с использованием 2D-материалов».

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/sticky-uv-sensitive-tape-makes-2d-material-transfers-easier/