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微纳代工:高精度技术让纳米图形“变”二维材料

2020-09-01

  微纳代工中有一项二维材料的代工项目,二维材料是指电子仅可在两个维度的非纳米尺度(1-100nm)上自由运动(平面运动)的材料,如纳米薄膜、超晶格、量子阱,目前二维材料已经成为各个国家的研究重点。原位芯片可以为客户提供二维材料的研究方案设计,器件制作和器件性能测试如场效应管,霍尔bar),原位芯片可以为客户提供二维材料器件的设计、制作及性能测试服务,同时也为客户提供高性能二维材料的制备如石墨烯、二硫化钼、二硫化钨、黑磷等。

 

  在微纳代工中,传统的光刻技术制作2D材料非常困难,因为传统的光刻技术通常会使用腐蚀性化学物质或加速带电粒子(如电子或离子),有损材料性能。在国外的科研团队中,高精度技术,能够将纳米图形切割成二维(2D)材料。洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员最新研发出一种高精度技术,能够将纳米图形切割成二维(2D)材料。他们通过微型刀片利用热能来破坏原子之间的作用力。通过热能来改变衬底,使其柔性更佳,在某些情况下甚至可以将升华为气体。这样我们可以更轻松地切割成2D材料。 

 

  锋利的探针

  主要使用二碲化钼(MoTe2)——一种类似于石墨烯的二维材料。它的厚度不到1 nm,即三层原子的厚度。然后将MoTe2放在对温度变化敏感的聚合物上当聚合物受热时,它会升华,也就是说会从固态变为气态。

 

  微工程研究所的研究人员采用了新型纳米结构化技术,称为热扫描探针光刻技术,其工作方式类似于力扫描显微镜。他们将纳米尺度的锋利探针加热到超过180°C,使其与2D材料接触,然后再施加一点力导致聚合物升华。然后一层薄薄的MoTe2就会脱落,而不会损坏其它材料。

 

  子元件更小、更高效

  研究人员通过该技术可在2D材料中切割出极其精确的图案。采用计算机驱动的系统来控制快速加热和快速冷却工艺以及探针的位置。该方法可使我们能够预先定义缩进量,从而构造如在纳米电子器件中使用的纳米带。

 

  致力于更高的准确性

  下一阶段将集中于研究更多其它材料,并找到适用于集成纳米系统的材料组合。研究人员希望重新设计悬臂梁及其探针,以使切割过程更加精确。