将整个机械设备2D电路转移到任何光滑表面的方法

  如果感应物体的传感器可能是物体本身的一部分怎么办?莱斯大学的工程师相信他们有一个二维解决方案来做到这一点。由材料科学家Pulickel Ajayan和Jun Lou领导的稻米工程师已经开发出一种方法,可以使原子平面传感器与设备无缝集成,以报告他们所感知的内容。

  自从2004年引入石墨烯以来,电子活性二维材料已成为许多研究的主题。尽管它们经常被吹捧为它们的强度,但它们很难在不破坏它们的情况下移动到需要它们的地方。Ajayan和Lou团队以及Rice工程师Jacob Robinson的实验室,有一种新方法可以保持材料及其相关电路(包括电极)在弯曲或其他光滑表面移动时保持完整。

  他们的工作成果出现在美国化学学会杂志ACS Nano上。莱斯团队通过制作一个10纳米厚的硒化铟光电探测器和金电极并将其放置在光纤上来测试这一概念。因为它非常接近,所以近场传感器有效地耦合了消逝场 - 振荡的电磁波穿过光纤表面 - 并准确地检测到内部信息的流动。这样做的好处是,这些传感器现在可以嵌入到这样的光纤中,它们可以在不增加重量或阻碍信号流的情况下监控性能。“本文提出了在实际应用中应用2D设备的几种有趣的可能性,”Lou说。“例如,海底的光纤长达数千英里,如果出现问题,很难知道它发生在哪里。如果你将这些传感器放在不同的位置,你就可以感受到光纤的损坏。广东新11选5

  Lou说,实验室已经擅长将不断增加的二维材料表从一个表面转移到另一个表面,但添加电极和其他组件使这一过程变得复杂。“想想一个晶体管,”他说。“它的顶部有源极,漏极和栅极以及电介质(绝缘体),所有这些都必须完好无损地传输。这是一个非常大的挑战,因为所有这些材料都是不同的。”

  原始2D材料通常在顶部用一层聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(通常称为树脂玻璃)移动,而Rice研究人员使用该技术。但是他们需要一个坚固的底层,不仅可以在移动过程中保持电路完好无损,而且在将设备连接到目标之前也可以将其移除。(当电路到达目的地时,PMMA也会被移除。)

  理想的解决方案是聚二甲基戊二酰亚胺(PMGI),它可以用作器件制造平台,在转移到靶材之前很容易被蚀刻掉。“我们花了相当长的时间来开发这种牺牲层,”Lou说。PMGI似乎适用于任何2D材料,因为研究人员也成功地用二硒化钼和其他材料进行了实验。到目前为止,莱斯实验室只开发了无源传感器,但研究人员相信他们的技术将使有源传感器或设备成为电信,生物传感,等离子体和其他应用的可能。

  水稻研究生泽泽金是该论文的第一作者。合着者是赖斯研究生范晔,帅佳,梁良亮和博士后研究员张翔;赖斯校友现任佐治亚州立大学助理教授的Sidong Lei和赖斯材料科学与纳米工程研究教授Robert Vajtai。Ajayan是Rice的材料科学和纳米工程系主任,Benjamin M.和Mary Greenwood Anderson工程学教授和化学教授。Lou是材料科学和纳米工程的教授。罗宾逊是电气和计算机工程的助理教授。该研究得到了空军科学研究办公室,韦尔奇基金会,赖斯IDEA和功能加速纳米材料工程(FAME)的支持,该工程是由微电子高级研究公司和国防先进公司赞助的半导体技术高级研究网络的六个中心之一。研究项目机构。


发布时间:2019-03-09 18:41 发布者:admin