曼彻斯特大学研究人员制造出油墨可印刷2D半导体

文章来源:工业和信息化部电子科学技术情报研究所发表日期:2017年2月8日 星期三
[据化合物半导体2017年1月31日报道]  曼彻斯特大学研究团队开发出一种水性和喷墨可印刷2D材料油墨的生产方法。这种方法可将来自实验室的2D晶体异质结构产品引入现实世界中,如智能包装应用和识别标签。值得注意的是,这些油墨是生物相容型的,此属性将其用途扩展至生物医学医用。
 
除了石墨烯,该团队成功地剥离和印刷了一系列2D半导体,包括MoS2、WS2和六方氮化硼(h-BN)。使用这种方法,该团队已开发出高效的光检测器和可编程逻辑存储器件(能够存储以二进制形式编码的信息)。这项工作是曼彻斯特大学研究团队与比萨大学合作完成的。
 
由于2D材料的原子厚度可实现最大程度的静电控制、光学透明度、灵敏度和机械柔性,所以其在柔性电子学中具有巨大应用潜力。此外,由于2D晶体材料拥有平面外的范德华相互作用,所以它们可以很容易地在一个多层堆叠中组合起来,提供对基于异质结构器件的属性和功能前所未有的控制。
 
在该框架下,喷墨印刷可以提供任何基底上异质结构的低成本和大规模制造路径。此外,喷墨印刷实现了非常复杂异质结构的制造,可提供多重功能和改进的性能。相比之下,诸如这之前使用的真空过滤和旋涂/喷涂的方法对层的厚度和粗糙度提供较差的控制,并且设计灵活性有限。
 
目前的油墨制剂可通过简单和低成本方法制备异质结构,远没达到理想状态——或者是含有有毒性溶剂或需要耗时和昂贵的工艺。此外,没有用于优化异质结构制造的方法。
 
研究团队人员表示,由于设备制造和集成的简单性、灵活性和低成本,其设想此项技术在智能包装和标签中具有应用潜力,如食品、药品和消费品,这些产品需要更薄、更轻、更便宜,且易于组件集成。
 
这些油墨提供了一个完美平台,通过首次使用2D材料用于任意复杂设备制造的精确和可扩展的方法,充分利用2D材料的各种属性。