L'électronique 2D pourrait être à portée de main : WPI-MANA

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International Center for Materials Nanoarchitectonics (WPI-MANA), National Institute for Materials Science (NIMS)

Mar 31, 2021, 03:46 ET

TSUKUBA, Japon, 31 mars 2021 /PRNewswire/ -- Une équipe de recherche de l'International Center for Materials Nanoarchitectonics (« WPI-MANA ») a mis au point une méthode étonnamment simple pour fabriquer des nano-feuilles bidimensionnelles (2D) à une ou plusieurs couches hautement organisées. Cette méthode requiert uniquement une pipette et une plaque chauffante.

(Image : https://kyodonewsprwire.jp/prwfile/release/M105739/202103122207/_prw_PI1fl_64rYmXCO.jpeg)

Dernièrement, les nano-feuilles bidimensionnelles ont suscité beaucoup d'enthousiasme dans le monde entier. Leurs nombreuses propriétés électroniques, magnétiques, optiques et thermiques uniques pourraient se retrouver dans les appareils de prochaine génération. Cependant, la poursuite du développement des matériaux 2D dépend de la recherche de processus de dépôt permettant un contrôle précis couche par couche des films minces tout en réduisant le temps, les coûts ainsi que la consommation d'énergie et d'échantillon.

L'équipe a découvert qu'une approche avec une seule goutte améliore la fabrication en assemblage par goutte de nano-feuilles carrelées. L'assemblage par goutte est l'une des méthodes les plus polyvalentes et rentables de dépôt de nano-matériaux sur des surfaces solides. Cependant, elle présente d'importants inconvénients, y compris ce qu'on appelle l'effet anneau de café, c.-à-d. un motif laissé par un liquide chargé de particules après l'évaporation de celui-ci.

À leur grande surprise, les chercheurs ont constaté que la convection contrôlée par une pipette et une plaque chauffante entraînait un dépôt uniforme au lieu d'un motif annulaire, ce qui indiquait une nouvelle possibilité d'assemblage par goutte. Le processus est étonnamment simple : déposer une solution contenant des nano-feuilles 2D à l'aide d'une pipette sur un substrat chauffé sur une plaque chauffante, puis enlever la solution. Les nano-feuilles s'assemblent en environ 30 secondes pour former une couche carrelée.

L'équipe a également produit divers revêtements fonctionnels tels que les revêtements conducteurs, semi-conducteurs, isolants, magnétiques et photochromiques à plusieurs couches, à super-réseau et submicroniques, montrant ainsi le potentiel d'une méthode pratique pour la fabrication de films de nano-feuilles 2D de haute qualité. En intensifiant le processus, le développement de l'électronique de prochaine génération pourrait progresser.

Cette recherche a été menée par Minoru Osada (chercheur invité du NIMS, Soft Chemistry Group, WPI-MANA, NIMS) et ses collaborateurs.

« Single Droplet Assembly for Two-Dimensional Nanosheet Tiling (Des nano-feuilles bidimensionnelles carrelées grâce à l'assemblage par goutte) »
Yue Shi et coll.,, ACS Nano (29 octobre 2020)
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c05434

MANA E-BULLETIN
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