曼徹斯特大學造出可印刷2D半導(dǎo)體油墨

曼徹斯特大學研究團隊開發(fā)出一種水性和噴墨可印刷2d材料油墨的生產(chǎn)方法。這種方法可將來自實驗室的2d晶體異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品引入現(xiàn)實世界中，如智能包裝應(yīng)用和識別標簽。值得注意的是，這些油墨是生物相容型的，此屬性將其用途擴展至生物醫(yī)學醫(yī)用。
除了石墨烯，該團隊成功地剝離和印刷了一系列2d半導(dǎo)體，包括mos2、ws2和六方氮化硼(h-bn)。使用這種方法，該團隊已開發(fā)出高效的光檢測器和可編程邏輯存儲器件(能夠存儲以二進制形式編碼的信息)。這項工作是曼徹斯特大學研究團隊與比薩大學合作完成的。
由于2d材料的原子厚度可實現(xiàn)最大程度的靜電控制、光學透明度、靈敏度和機械柔性，所以其在柔性電子學中具有巨大應(yīng)用潛力。此外，由于2d晶體材料擁有平面外的范德華相互作用，所以它們可以很容易地在一個多層堆疊中組合起來，提供對基于異質(zhì)結(jié)構(gòu)器件的屬性和功能前所未有的控制。
在該框架下，噴墨印刷可以提供任何基底上異質(zhì)結(jié)構(gòu)的低成本和大規(guī)模制造路徑。此外，噴墨印刷實現(xiàn)了非常復(fù)雜異質(zhì)結(jié)構(gòu)的制造，可提供多重功能和改進的性能。相比之下，諸如這之前使用的真空過濾和旋涂/噴涂的方法對層的厚度和粗糙度提供較差的控制，并且設(shè)計靈活性有限。
目前的油墨制劑可通過簡單和低成本方法制備異質(zhì)結(jié)構(gòu)，遠沒達到理想狀態(tài)——或者是含有有毒性溶劑或需要耗時和昂貴的工藝。此外，沒有用于優(yōu)化異質(zhì)結(jié)構(gòu)制造的方法。
研究團隊人員表示，由于設(shè)備制造和集成的簡單性、靈活性和低成本，其設(shè)想此項技術(shù)在智能包裝和標簽中具有應(yīng)用潛力，如食品、藥品和消費品，這些產(chǎn)品需要更薄、更輕、更便宜，且易于組件集成。
這些油墨提供了一個完美平臺，通過首次使用2d材料用于任意復(fù)雜設(shè)備制造的精確和可擴展的方法，充分利用2d材料的各種屬性。


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