자외선에 민감한 새로운 유형의 점착 테이프를 사용하면 그래핀과 같은 2차원 물질을 다른 표면에 더 쉽고 저렴하게 전사할 수 있습니다. 일본에 본사를 둔 개발자에 따르면 새로운 테이프 기술은 XNUMXD 재료 전송에 혁명을 일으켜 이러한 재료를 장치에 통합하는 데 더 가까워질 수 있습니다.

2D 재료는 많은 고급 전자 및 광전자공학 장치의 기초를 형성합니다. 그러나 이러한 물질은 두께가 원자 몇 개에 불과하기 때문에 장치 표면으로 전사하기가 어렵습니다. 현재 방법은 매우 복잡하며 부식성 산으로 기판을 에칭하는 경우가 많습니다. 재료가 극도로 얇다는 것은 제조 과정에서 재료를 지지하기 위해 폴리머 필름이 필요한 경우가 많다는 것을 의미합니다. 이 필름은 나중에 용매로 제거해야 하는데, 이는 시간과 비용이 많이 들고 전자적, 기계적 특성을 저하시키는 원치 않는 결함이 생겨 재료가 손상될 수 있습니다.

새로운 기능성 테이프

연구원 주도 히로키 전 of 큐슈 대학 이제 대체 솔루션을 찾았다고 합니다. 연구팀이 인공지능(AI)을 활용해 개발한 새로운 기능성 테이프는 폴리올레핀 필름과 얇은 접착층으로 만들어진다. UV 광선에 노출되기 전에 테이프는 그래핀(2D 형태의 탄소)과 강한 반 데르 발스 상호 작용을 나타내며 테이프에 달라붙습니다. UV 노출 후 이러한 상호 작용은 약화되어 그래핀이 쉽게 방출되어 대상 표면으로 이동할 수 있습니다. 또한 테이프는 UV에 노출된 후 약간 뻣뻣해져서 그래핀을 떼어내기가 훨씬 더 쉬워집니다.

일본 제조 회사의 전문가와 협력하여 작업 닛토덴코, 연구원들은 기술적으로 중요한 다른 2D 재료를 위한 전사 테이프를 개발했습니다. 여기에는 백색 그래핀 또는 "그래핀의 사촌"이라고도 불리는 육방정계 질화붕소(hBN)와 포스트 실리콘 전자공학에 유망한 전이금속 디칼코게나이드(TMD)가 포함됩니다. 광학 및 원자력 현미경을 사용하여 얻은 이미지에서 테이프 전사 후 이러한 물질의 표면은 기존 접근법을 사용하여 전사된 것보다 더 매끄럽고 결함이 더 적은 것으로 나타났습니다.

유연하고 크기에 맞게 쉽게 절단 가능

UV 테이프는 유연하고 (보호 폴리머 필름과 달리) 전사 후 유기 용제로 제거할 필요가 없기 때문에 구부러지거나 플라스틱과 같은 용제에 민감한 기판에 사용할 수 있습니다. Ago는 이것이 테이프의 응용을 확장할 수 있다고 생각했으며 그와 그의 동료들은 테라헤르츠 방사선을 감지하기 위해 그래핀을 사용하는 플라스틱 장치를 만들어 이를 입증했습니다. “이 방사선은 엑스레이처럼 물체를 통과할 수 있기 때문에 이러한 장치는 의료 영상이나 공항 보안에 유망할 수 있습니다.”라고 그는 설명합니다.

UV 테이프는 필요한 크기로 쉽게 절단할 수 있어 2D 소재를 적절한 양만큼 쉽게 전사할 수 있습니다. 연구원들이 부르는 이 "절단 및 이송" 프로세스는 낭비를 최소화하고 비용을 절감할 것입니다.

멈춰버린 콜라보레이션

새로운 테이프를 개발하기 전에 Ago의 연구 그룹은 고품질 그래핀, hBN 및 TMD를 합성하는 수단으로 화학 기상 증착에 대해 10년 이상 연구했습니다. 그 기간 동안 많은 연구자들이 샘플을 요청했지만 대부분은 이러한 2D 재료를 기판으로 옮기는 데 문제가 있었다고 그는 말했습니다. “그래서 나는 생각했습니다. 만약 그들이 스스로 쉽게 이적을 할 수 있다면 어떨까? 이것이 우리가 2D 재료 테이프 제작을 시도하기 시작한 이유입니다.”라고 Ago는 말합니다.

기술을 발전시키기 위해 Ago는 다양한 접착 테이프를 만드는 Nitto Denko와 협력했습니다. 이 테이프는 종이와 같은 두꺼운 재료에 더 자주 사용되었기 때문에 처음에는 협력에 어려움을 겪었지만 그들의 노력은 성과를 거두었습니다. "광범위한 연구 끝에 마침내 2D 재료의 깨끗한 전사에 적합한 UV 테이프 및 전사 프로세스를 개발하는 데 성공했습니다." 전에는 말한다 물리 세계.

2D 소재의 대규모 제조 공정을 향해

Ago는 팀이 설명하는 기술에 대한 가장 직접적인 적용을 말합니다. 자연 전자, 이를 2D 소재의 대규모 제조 공정에 통합하는 것입니다. 이어 “UV 테이프 전사를 통해 다양한 종류의 2D 소재를 전사할 수 있고, 적층까지 가능해 첨단 첨단 장비 개발이 개인적으로 기대된다”고 덧붙였다. 서로 다른 방향, 새로운 전자적 특성이 나타날 수 있는 과정. "

전송 과정은 상대적으로 원활하지만 Ago와 동료들은 2D 재료에 주름과 기포가 발생한다는 점을 인정했습니다. 그들은 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있는 접착층 구성을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 개선의 또 다른 초점은 현재 사용하는 2인치(4mm) 웨이퍼 이상으로 전송되는 102D 재료의 크기를 늘리는 것입니다.

"저는 또한 다양한 유형의 2D 재료와 UV 테이프를 사용하여 보다 정교한 장치 제작을 개발하고 싶습니다."라고 Ago는 밝혔습니다. "이것은 전자 및 포토닉스 장치의 생산 방식을 크게 바꿀 수 있습니다." 그는 학계 및 업계와의 추가 협력을 통해 팀이 "이 고유한 테이프 전송 기술을 개선하고 2D 재료를 사용하여 상용 제품의 실현을 추진할 수 있다"고 말했습니다.

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• 출처: https://physicsworld.com/a/sticky-uv-sensitive-tape-makes-2d-material-transfers-easier/