據(jù)麥姆斯咨詢報道,近日,洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的研究人員最新研發(fā)出一種高精度技術(shù),能夠?qū)⒓{米圖形切割成二維(2D)材料。
憑借其開創(chuàng)性的納米技術(shù),EPFL研究人員讓不可能變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。據(jù)悉,他們通過微型刀片利用熱能來破壞原子之間的作用力。“傳統(tǒng)的光刻技術(shù)制作2D材料非常困難,因為傳統(tǒng)的光刻技術(shù)通常會使用腐蝕性化學(xué)物質(zhì)或加速帶電粒子(如電子或離子),有損材料性能。”工程學(xué)院微系統(tǒng)實(shí)驗室的研究員兼博士后Xia Liu說道,“但是,我們最新研發(fā)的技術(shù)通過使用局部熱能和壓力‘源’可精確地切割成2D材料。”
“我們的技術(shù)類似于剪紙工藝,在瑞士很常見,但僅限于小規(guī)模制造。”該研究的合著者Ana Conde Rubio解釋道,“我們通過熱能來改變襯底,使其柔性更佳,在某些情況下甚至可以將升華為氣體。這樣我們可以更輕松地切割成2D材料。”
鋒利的探針
該技術(shù)的研究者們Xia Liu、Samuel Howell、Ana Conde Rubio、Giovanni Boero和JürgenBrugger主要使用二碲化鉬(MoTe2)——一種類似于石墨烯的二維材料。它的厚度不到1 nm,即三層原子的厚度。然后將MoTe2放在對溫度變化敏感的聚合物上。Liu解釋說:“當(dāng)聚合物受熱時,它會升華,也就是說會從固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。”
微工程研究所的研究人員采用了新型納米結(jié)構(gòu)化技術(shù),稱為熱掃描探針光刻(thermal scanning probe lithography,t-SPL)技術(shù),其工作方式類似于力掃描顯微鏡(force scanning microscope)。他們將納米尺度的鋒利探針加熱到超過180°C,使其與2D材料接觸,然后再施加一點(diǎn)力導(dǎo)致聚合物升華。然后一層薄薄的MoTe2就會脫落,而不會損壞其它材料。
電子元件更小、更高效
研究人員通過該技術(shù)可在2D材料中切割出極其精確的圖案。“我們采用計算機(jī)驅(qū)動的系統(tǒng)來控制快速加熱和快速冷卻工藝以及探針的位置。”另一位合著者Samuel Howell解釋道,“該方法可使我們能夠預(yù)先定義縮進(jìn)量,從而構(gòu)造如在納米電子器件中使用的納米帶。”
但是,在如此小的維度內(nèi)工作會產(chǎn)生多大的用處呢?“許多2D材料都是半導(dǎo)體,可以集成到電子器件中。”Liu解釋道,“這項通用技術(shù)將對納米電子學(xué)、納米光子學(xué)和納米生物技術(shù)產(chǎn)生非常大的幫助,因為它將有助于電子元件變小、變得高效。”
致力于更高的準(zhǔn)確性
下一階段將集中于研究更多其它材料,并找到適用于集成納米系統(tǒng)的材料組合。研究人員希望重新設(shè)計懸臂梁及其探針,以使切割過程更加精確。
總的來說,微系統(tǒng)實(shí)驗室的科學(xué)家們正致力于研發(fā)新一代適用于柔性微系統(tǒng)的制造技術(shù)。“基于聚合物的微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)有很多潛在的電子和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。”JürgenBrugger教授解釋說道,“但是目前我們?nèi)蕴幱谠?D微系統(tǒng)中采用功能性聚合物技術(shù)研發(fā)的早期階段。”Brugger希望通過專注于模版、印刷工藝、聚合物的定向自組裝以及局部熱處理等方法來突破現(xiàn)有瓶頸,并為MEMS挖掘新的材料和工藝。
-
高精度
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
525瀏覽量
25454 -
納米
+關(guān)注
關(guān)注
2文章
696瀏覽量
36979 -
光刻技術(shù)
+關(guān)注
關(guān)注
1文章
146瀏覽量
15821
原文標(biāo)題:新型高精度技術(shù)讓納米圖形“變身”二維材料
文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
評論