La electrónica 2D podría obtenerse con solo una gota: WPI-MANA

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TSUKUBA, Japón, 30 de marzo de 2021 /PRNewswire/ -- Un equipo de investigación en WPI-MANA ha desarrollado un método sorprendentemente sencillo de fabricar mono y multicapas altamente organizadas de nanosheets 2D. Todo lo que se necesita es una pipeta y una placa térmica.

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

Las nanosheets bidimensionales han estado generando mucha excitación en todo el mundo recientemente. Su amplio rango de propiedades electrónicas, magnéticas, ópticas y térmicas únicas podría encontrar su camino hacia dispositivos de próxima generación. Sin embargo, continuar el desarrollo de materiales 2D depende de encontrar procesos de deposición que permitan el control preciso capa a capa de las películas finas mientras se reduce el tiempo, el coste y el consumo de energía/muestra.

El equipo descubrió que un sencillo enfoque de una gota mejora la fabricación "drop casting" de nanosheetsde baldosas. El drop casting es uno de los métodos más versátiles y rentables de depositar nanomateriales en superficies sólidas. Pero tiene graves inconvenientes, como el efecto conocido como anillo del café, un patrón dejado por partículas una vez que el líquido se evapora.  

Descubrieron, para su sorpresa, que la convección controlada por una pipeta y una placa térmica causa la deposición uniforme en lugar de un patrón de tipo anillo, sugiriendo una nueva posibilidad para el drop casting. El proceso es sorprendentemente sencillo: dejar caer una solución que contiene nanosheets 2D con una pipeta sencilla en un sustrato calentado en una placa térmica, seguido de la eliminación de la solución, causa que las nanosheets se unan en unos 30 segundos para formar una capa de tipo baldosa.  

El equipo también produjo varias coberturas funcionales como conducción, semiconducción, aislamiento, coberturas magnéticas y fotocrómicas en formas de multicapa, superredes y grosor submultimicrómetro, que mostraron el potencial para una forma cómoda de producir películas de nanosheet 2D de alta calidad. Si el proceso puede escalarse, podría avanzar el desarrollo de electrónica de próxima generación.

Esta investigación se desarrolló por Minoru Osada (NIMS Invited Researcher, Soft Chemistry Group, WPI-MANA, NIMS) y sus colaboradores.

"Single Droplet Assembly for Two-Dimensional Nanosheet Tiling"
Yue Shi et al., ACS Nano (29 de octubre de 2020)
https://doi.org/10.1021/acsnano.0c05434

MANA E-BULLETIN
https://www.nims.go.jp/mana/ebulletin/