Kuhalna folija za lepljenje pomaga pri izdelavi ultra tankih elektronikov in optik na centimetrski ravni

Znanstveniki iz Amsterdama so razvili novo tehniko za izdelavo ultra tankih elektronskih in optičnih komponent v centimetrovskem merilu z uporabo običajnih gospodinjskih predmetov, zlasti kuhinjske lepljive folije.

Več kot dve desetletji je bila standardna metoda za izolacijo 2D materialov uporaba lepilnega traku za odtrganje tankih slojev iz velikih kristalov. Čeprav je bil ta proces učinkovit, je pogosto povzročil drobne fragmente, običajno manjše od človeškega lasja, zaradi česar so bili neprimerne za večino tehnoloških uporab.

Raziskovalci na inštitutu za fiziko Univerze v Amsterdamu so odkrili, da je kuhinjska lepljiva folija, ki se običajno uporablja za zavijanje hrane, ponudila rešitev. Material se je izkazal za idealnega za prenos velikih, nedotaknjenih listov 2D materiala na strukturirane površine, ne da bi povzročil zlomov. Doktorand Bernardo Dias, ki je vodil študijo, je ugotovil, da je sestavljanje funkcionalnih naprav z 2D materiali prej bilo prizadevanje za hit-or-miss.

S spodbudo svojega nadzornika, Jorika van de Groepa, je Dias raziskal alternativne metode in ugotovil, da ima lepilna folija potrebne lastnosti za nežno in učinkovito ravnanje z občutljivimi materiali. Van de Groep, vodja skupine 2D Nanofotonika na inštitutu, je odkritje opisal kot naključno.

Ta lastnost taljenja je postala ključna za uspešen prenos 2D materialov. Z ogrevanjem lepljivega filma so raziskovalci lahko zagotovili, da se material pravilno prilega ciljni površini, preden se skrbno odloči. Tehnika vključuje dajanje plasti 2D materiala na vrh lepljivega filma, ki se nato segreje, dokler se polimer ne omekša. Ko se lepljivi film ohladi, deluje kot začasna podporna struktura, kar omogoča, da se material prenese brez izkrivljanja. Ta metoda omogoča ustvarjanje večjih, bolj robustnih komponent, primernih za integracijo v naprave v resničnem svetu, s čimer se premagujejo prejšnje omejitve, ki jih nalaga krhkost 2D materialov.

Raziskovalci so tesno sodelovali s kemiki in inženirji, da bi optimizirali pogoje, v katerih je lepilo film najbolje delovalo. Prilagodili so temperaturo in pritisk, ki se uporablja med prenosom, s čimer so zagotovili minimalno obremenitev ultra tankih plasti. Uspeh metode je odprl nove možnosti za proizvodnjo naprav, ki izkoriščajo edinstvene lastnosti 2D materialov, vključno z fleksibilnimi senzorji, preglednimi prevodniki in fotonskimi vezji.

Industrijski partnerji, ki se zanimajo za razvoj elektronskih in optičnih tehnologij naslednje generacije, že raziskujejo potencialne aplikacije. Enostavnost in stroškovna učinkovitost uporabe vsakdanjih materialov, kot je lepljiva folija, bi lahko znatno zmanjšala ovire za sprejetje 2D materialov v komercialnih izdelkih.