Ultraviyole ışığa duyarlı yeni tip yapışkan bant, grafen gibi iki boyutlu malzemelerin farklı yüzeylere aktarılmasını daha kolay ve daha ucuz hale getiriyor. Japonya merkezli geliştiricilere göre yeni bant tekniği, 2 boyutlu malzeme aktarımında devrim yaratarak bizi bu tür malzemeleri cihazlara entegre etmeye daha da yaklaştırabilir.

2 boyutlu malzemeler birçok gelişmiş elektronik ve optoelektronik cihazın temelini oluşturur. Ancak yalnızca birkaç atom kalınlığında oldukları için bu malzemelerin cihaz yüzeylerine aktarılması zordur. Mevcut yöntemler oldukça karmaşıktır ve sıklıkla bir alt tabakanın aşındırıcı asitlerle aşındırılmasını içerir. Malzemelerin aşırı inceliği aynı zamanda imalat süreci sırasında onları desteklemek için genellikle bir polimer filme ihtiyaç duydukları anlamına da geliyor. Bu filmin daha sonra solventle çıkarılması gerekir; bu da zaman alıcı ve maliyetlidir ve elektronik ve mekanik özelliklerini bozan istenmeyen kusurlar yaratarak malzemeye zarar verebilir.

Yeni bir işlevsel bant

Araştırmacılar öncülüğünde Hiroki önce of Kyushu Üniversitesi artık alternatif bir çözüm bulduklarını söylüyorlar. Ekibin yapay zeka (AI) yardımıyla geliştirdiği yeni fonksiyonel bant, poliolefin film ve ince bir yapışkan katmandan oluşuyor. Bant, UV ışığına maruz kalmadan önce grafen (karbonun 2 boyutlu bir formu) ile güçlü van der Waals etkileşimleri sergiliyor ve ona yapışıyor. UV'ye maruz kaldıktan sonra bu etkileşimler zayıflar ve böylece grafen kolaylıkla salınıp hedef yüzeye aktarılabilir. Bant ayrıca UV ışınlarına maruz kaldıktan sonra biraz sertleşiyor ve bu da grafenin soyulmasını daha da kolaylaştırıyor.

Japon imalat firmasının uzmanlarıyla işbirliği içinde çalışmak Nitto DenkoAraştırmacılar daha sonra teknolojik açıdan önemli diğer 2 boyutlu malzemeler için transfer bantları geliştirdiler. Bunlar arasında, bazen beyaz grafen veya "grafenin kuzeni" olarak adlandırılan altıgen bor nitrür (hBN) ve silikon sonrası elektronikler için umut vaat eden geçiş metali dikalkogenitler (TMD'ler) bulunur. Optik ve atomik kuvvet mikroskopları kullanılarak elde edilen görüntülerde, bu malzemelerin bant aktarımından sonraki yüzeyleri, geleneksel yaklaşımlarla aktarılanlara göre daha pürüzsüz görünüyordu ve daha az kusur içeriyordu.

Esnektir ve kolaylıkla istenilen boyuta kesilebilir

UV bandı esnek olduğundan ve (koruyucu polimer filmlerden farklı olarak) transferden sonra organik solventlerle çıkarılması gerekmediğinden, kavisli veya plastik gibi bu tür solventlere duyarlı alt tabakalarla kullanılabilir. Ago, bunun bandın uygulamalarını genişletebileceğini düşünüyor ve kendisi ve meslektaşları, terahertz radyasyonunu algılamak için grafen kullanan plastik bir cihaz yaparak bunu gösterdi. "Böyle bir cihaz, tıbbi görüntüleme veya havaalanı güvenliği için umut verici olabilir çünkü bu radyasyon tıpkı X ışınları gibi nesnelerin içinden geçebilir" diye açıklıyor.

UV bandının gerekli boyutta kesilmesi de kolaydır, bu da doğru miktarda 2D malzemenin aktarılmasını kolaylaştırır. Araştırmacıların adlandırdığı şekliyle bu "kes ve aktar" süreci israfı en aza indirecek ve maliyeti düşürecek.

Sıkışan bir işbirliği

Yeni bandı geliştirmeden önce Ago'nun araştırma grubu, yüksek kaliteli grafen, hBN ve TMD'leri sentezlemenin bir yolu olarak kimyasal buhar biriktirme üzerinde 10 yıldan fazla çalıştı. Bu süre zarfında birçok araştırmacının örnek istediğini ancak çoğunun bu 2 boyutlu malzemeleri alt katmanlarına aktarmada sorun yaşadığını söylüyor. “Bu nedenle şunu düşündüm: Ya bu transferi kolaylıkla kendi başlarına yapabilselerdi? Bu nedenle 2 boyutlu malzeme bantlarımızı yapmaya başladık” diyor Ago.

Tekniği ilerletmek için Ago, çok çeşitli yapışkan bantlar üreten Nitto Denko ile işbirliği yaptı. Bu bantlar daha çok kağıt gibi kalın malzemeler için kullanıldığından, işbirliği başlangıçta zorlandı ancak çalışmaları meyvesini verdi: "Kapsamlı araştırmalardan sonra, sonunda UV bantları ve 2 boyutlu malzemelerin temiz aktarımına uygun transfer süreçlerini geliştirmeyi başardık." Önce söyler Fizik dünyası.

2D malzemelerin büyük ölçekli üretim süreçlerine doğru

Ago, ekibin şu şekilde tanımladığı tekniğin en doğrudan uygulamasını söylüyor: Doğa Elektroniği, bunu 2 boyutlu malzemelere yönelik büyük ölçekli üretim süreçlerine entegre etmek olacaktır. Oradan şunu ekliyor: "Kişisel olarak UV bant aktarımımızla son teknoloji ürünü gelişmiş cihazların geliştirilmesini bekliyorum çünkü çeşitli türde 2D malzemeleri aktarabiliyoruz ve hatta bu malzemeleri bir arada istifleyebiliyoruz. farklı yönelimler, yeni elektronik özelliklerin ortaya çıkmasına izin veren bir süreç".

Transfer süreci nispeten sorunsuz olsa da Ago ve meslektaşları, bunun 2 boyutlu materyallerde bazı kırışıklıklar ve kabarcıklar oluşturduğunu kabul ediyor. Bu sorunun çözülmesine yardımcı olabilecek yapışkan tabakanın bileşiminde iyileştirmeler üzerinde çalışıyorlar. İyileştirme için başka bir odak noktası, aktarılan 2D malzemelerin boyutunu, şu anda kullandıkları 4 inçlik (102 mm) levhaların ötesine taşımaktır.

Ago, "Ayrıca farklı türde 2 boyutlu malzemeler ve UV bantlar kullanan daha karmaşık cihazların üretimini de geliştirmek istiyorum" dedi. "Bunlar elektronik ve fotonik cihazların üretilme şeklini önemli ölçüde değiştirebilir." Akademi ve endüstri ile daha fazla iş birliği yapılmasının, ekibin "bu benzersiz bant aktarım tekniğini geliştirmesine ve 2 boyutlu malzemeler kullanılarak ticari ürünlerin gerçekleştirilmesini ilerletmesine" olanak sağlayabileceğini söylüyor.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/sticky-uv-sensitive-tape-makes-2d-material-transfers-easier/