在纳米尺度上改变二维材料的性质

季文娅
导读 EPFL科学家开发了一种方法,通过使用纳米尖端永久改变二维材料的物理属性。他们的方法包括使材料变形,这为EPFL在电子和光电设备中使用这些

EPFL科学家开发了一种方法,通过使用纳米尖端永久改变二维材料的物理属性。他们的方法包括使材料变形,这为EPFL在电子和光电设备中使用这些材料铺平了道路。科学家们开发了一种方法,通过使用纳米尖端来永久改变二维材料的物理属性。他们的方法包括使材料变形,这为这些材料在电子和光电设备中的应用铺平了道路。

所有材料都有自己的一套特性,例如,它们可以是绝缘的、半导电的、金属的、透明的或柔性的。有些结合了几种非常有用的属性,二维材质就是这种情况。这些材料仅由一层或几层原子组成,因此它们有望用于制造下一代电子和光电器件。

“在我们的领域,硅仍然是最重要的。但对于一些电子设备来说,硅已经达到了极限,比如那些需要柔性或透明性的设备。二维材料可能是一个可行的选择,”负责这项技术的教授于尔根布鲁格(JrgenBrugger)说。EPFL理工大学微系统实验室。

自定义特定应用程序的属性

在使用二维材料之前,需要将它们结构化,这意味着将它们切割成适合给定应用的大小和形状。无论是在整个材料中,还是在特定的位置,都需要调整其物理性质(如带隙)。1(微系统实验室1)的科学家与苏黎世联邦理工学院和IBM合作,开发了一种改变这些材料属性的新方法。

使用纳米尖端

让材料变形研究团队使用热扫描探针光刻(t-SPL),这需要在材料上放置加热的纳米尖端,并施加压力以形成所需的形状(在这种情况下,是波浪形),同时仔细控制力和温度。EPFL实验室的科学家安娜康德-卢比奥说:“已经有几种方法可以使2D材料在全球和局部变形。而我们的热机械方法会产生较大的变形,使得材料的物理性质变化更大。”更具体地说,新方法可以改变价带之间的能隙和导带,从而改变材料的电子和光学性质。带隙的这种变化可以以低至20 nm的空间分辨率局部进行。

以及切割和修改二维材料。

科学家们已经开发出一种高精度切割二维材料的方法。现在,他们的目标是将这种方法与改变材料属性的新方法结合起来。布鲁格实验室的另一位科学家夏夏夏说:“使用相同的工具t-SPL,我们将能够制造出具有所需形状、大小和物理特征的设备,分辨率可以低至10纳米。”该小组的发现已经发表在《纳米快报》上。

他们的工作是一个更大的研究项目的一部分,该项目旨在开发制造和修改可穿戴设备和可植入设备的聚合物材料的新工艺。目的是使下一代设备从实验室规模生产过渡到工业规模生产。

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