纳米材料亚博网站下载可被描述为具有纳米级尺寸的材料,其在1至100nm之间。使用纳米技术以创建各种应用的纳米材料一直是从半导体发展到创建创新设备的不同行业的有用部分亚博网站下载。
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利用自上而下的二维(2D)纳米结构材料通过快速灵活的方法产生具有特定电学和光学性质的纳米材料。然而,二维材料容易受到污亚博网站下载染和边缘无序,因此为了克服这些挑战,人们探索了各种技术,如扫描探针光刻或直束光刻本文将探索一种新的方法,这种方法有可能设计出精度小于10纳米的纳米材料。
丹麦技术大学(DTU)与石墨烯旗舰之间的研究包括创新开发,包括具有更高精度水平的图案化纳米材料。亚博网站下载
二维材料的精确图形化对高级计算和存储具有重要意义,可以在不亚博网站下载增加当前所需的功耗的情况下进行创新,以获得更高的性能。DTU的研究人员利用利用纳米结构石墨烯的复杂光刻机,推动了二维图形亚博网站下载材料的发展。该研究得到了石墨烯旗舰公司的支持。
石墨烯
随着石墨烯的发现,这种碳同素异形体的强度是钢的四倍,重量轻,具有优异的热导率和导电性,这种新型材料的应用层出不穷。
编程和修改石墨烯以及创建精细图案的能力使其成为一种理想的材料,通过改变其特性以增加对关键应用的适用性,它是精确控制的完美模型。
研究人员具有先进的电流光刻技术,具有电束光刻系统,可以低于10纳米。他们分析了多层2D材料与硫醛的干燥各向异性蚀刻如何克服与自上而下的光刻工艺相关的挑战,这可能影响2D材料性能的功效。亚博网站下载
在DTU工作的研究工程专业毕业生Lene Gammelgaard解释说,
“诀窍是把纳米材料六边形氮化硼放在你想要图案的材料上面。然后用特定的蚀刻配方钻孔”。
他接着说,”我们在过去几年开发的蚀刻工艺缩小了尺寸,低于我们的电子束光刻系统的其他不可打破的极限,大约10纳米。假设我们做一个直径为20纳米的圆孔;石墨烯上的空洞可以缩小到10纳米。
而如果我们做一个三角形的孔,圆孔来自光刻系统,缩小后会形成一个具有自锐化角的较小三角形。通常,当你把它们变小时,图案会变得更不完美。这是相反的,这允许我们重新创建理论预测告诉我们是最优的结构."
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新方法的好处
利用这项创新,计算机计算能够以更高的精度预测石墨烯中图案的形状和大小。这可以用于各种应用,并推进不同的行业,如电子和半导体。通过改变电子和量子的性质,这可以在不消耗太多能量的情况下,获得更高的计算效率和高速。
这一目标背后的挑战将是需要更高分辨原子水平的优化,这是传统光刻系统的挑战。
然而,在进行达到原子分辨率的研究时,这些科学家已经能够克服这个障碍。
以前,它们能够说明放置12nm的圆孔导致将半金属石墨烯材料转换成半导体,并且它们在产生圆孔和纳米尖角的三角形方面,其他图案已经过实验.这些类型的图案能够基于它们的旋转来对电子进行排序,并为谷谷和其他应用创建关键组件。通过这一概念在2D材料上工作,它可以实现更技术性的先进的通信以及亚博网站下载创新生物技术。
创新应用
这些创新材料科学家开展的研究彻底改变了各向异性干法蚀刻2D材料的图案,从而形成了非常清晰的六边形结构,并实现了10nm以下特征的定义。然而,要提高这一水平并进一步利用纳米尺度还需要进一步的研究,但有了这一新的亚博网站下载进展,各向异性干法刻蚀可以帮助各种行业的发展,并具有创造高性能器件的良好前景。
这种新颖的设计方法可以使研究人员生产平面电子元透镜,这是一种高度紧凑的光学透镜,可以在高频率下用电控制。这可能会给电信带来革命性的变化,并将技术推进到一个更具创新的未来。
进一步阅读和参考资料
Danielsen,D.,Lyksborg-Andersen,A.,Nielsen,K。,Jessen,B.,Booth,T.,Doan,M.,Zhou,Y.,Bøgldild,P.和Gammelgaard,L.,2021。超级- 通过各向异性蚀刻 - 通过各向异性蚀刻进行二维材料的纳米光刻。亚博网站下载ACS应用材料和界面亚博网站下载,13(35),PP.41886-41894。
内政部:https://doi.org/10.1021/acsami.1c09923
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