В современной науке все большее внимание привлекают двумерные материалы — структуры толщиной в один атом. Они обладают уникальными свойствами, которых нет у обычных кристаллов: низким электрическим сопротивлением, высокой чувствительностью к свету и механической прочностью. Однако главная проблема заключается в том, что получить достаточно большой лист такого материала и перенести его на нужную поверхность без повреждений долгое время не удавалось.
Прорыв произошел в 2018 году, когда была разработана технология отслаивания с помощью золотых пленок. Она позволила получать листы сантиметрового размера, но только для плоских стеклянных поверхностей. Большинство практических устройств имеют сложный рельеф: электрические контакты, оптические покрытия и текстурированные области. При попытке перенести тонкий лист на такую поверхность он неизбежно трескался, и проблема оставалась нерешенной до самого последнего времени.
Новое решение предложили исследователи из Амстердамского университета (Нидерланды). Они обнаружили, что идеальным вспомогательным материалом для переноса служит обычная кухонная пищевая пленка. В ходе экспериментов выяснилось, что европейская разновидность этой пленки изготавливается из полимера, который плавится при температуре 120 градусов Цельсия. Именно это свойство оказалось решающим: при нагревании пленка расплавляется прямо на материале, обеспечивая надежное сцепление, а затем легко удаляется без повреждения тончайшего слоя. Исследование опубликовано в ACS Nano.
Ученым удалось не только упростить процесс переноса, но и значительно улучшить качество получаемых структур — материал стал лучше излучать свет и ложиться ровно даже на поверхности со сложным рисунком.
Новая технология открывает путь к массовому производству устройств на основе двумерных материалов, включая сверхтонкие транзисторы, линзы и оптические модуляторы. Кроме того, она дает возможность создавать многослойные комбинации из разных материалов, которые могут проявлять эффекты, отсутствующие у каждого из них по отдельности. Это особенно ценно для изучения квантовых явлений и разработки электроники нового поколения. Теперь, когда проблема крупноформатного переноса решена, подобные исследования становятся значительно более доступными для лабораторий по всему миру.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что разгадан секрет возникновения сверхпроводимости в алмазах.