机器人系统彻底改变了二维材料的大规模组装

来自 实验室仪器网

研究人员使用一种特殊的机器人系统将非常大的原子级清洁二维材料组装成堆叠。这项研究涉及一种称为石墨烯异质结构的材料。这些薄片只有原子厚，由微小的六边形晶体组成，可以改变石墨烯中电子的性质。这赋予了这种材料可用于电池和其他电子产品的特殊性能。这项研究中组装的材料具有创纪录的尺寸——大到7.5平方毫米，在微电子领域是巨大的。机器人组装工具有助于发现一种结合机械力和热力的新型界面清洁机制。该过程可产生原子级清洁的二维异质结构，这是这些结构性能的关键特征。

石墨烯等二维材料的分层组装在新型电子设备的开发中具有潜在作用。大规模生产这些材料并使其达到原子级清洁是一项重大挑战。这种新的清洁机制是一种重要的工具。它将帮助纳米科学研究人员开发大面积、高质量设备的制造协议。它还将通过消除清洁后对额外工艺的需求来简化这些材料的生产。

能源部科学办公室用户设施功能纳米材料中心(CFN)的研究人员使用CFN量子材料压机(QPress)组装了2D石墨烯异质结构材料。这项研究表明，由受污染的2D层制成的层状异质结构的界面清洁过程涉及比通常用于制造清洁界面的简单热驱动更复杂的机制。聚合物与石墨烯的非键合相互作用、聚合物残留物的热激活动员和机械驱动的结合对于从聚醋酸乙烯酯污染的石墨烯制造具有原子清洁界面的异质结构至关重要。这项研究为开发一种更有效的工艺来制造大型清洁的层状异质结构设备开辟了新的机会。

这项研究使用了CFN的多种资源。研究人员使用CFN量子材料压机对热激活和机械驱动对清洁过程的影响进行了系统实验，这是一种新型的集成设施，用于机器人组装二维层状材料的异质结构。该团队还进行了密度泛函理论计算，以了解聚合物残留物和二维层（即石墨烯）之间的相互作用。该团队使用横截面透射电子显微镜和能量色散谱分析检查了异质结构界面。

» 仪器设备 购买 咨询