研究人員制造出油墨 可印刷出2D半導(dǎo)體

【中國(guó)包裝網(wǎng)訊】曼徹斯特大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)室的2D晶體異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)品引入現(xiàn)實(shí)世界中，如智能包裝應(yīng)用和識(shí)別標(biāo)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(kuò)展至生物醫(yī)學(xué)醫(yī)用。

除了石墨烯，該團(tuán)隊(duì)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(tuán)隊(duì)已開發(fā)出高效的光檢測(cè)器和可編程邏輯存儲(chǔ)器件（能夠存儲(chǔ)以二進(jìn)制形式編碼的信息）。這項(xiàng)工作是曼徹斯特大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)與比薩大學(xué)合作完成的。

由于2D材料的原子厚度可實(shí)現(xiàn)最大程度的靜電控制、光學(xué)透明度、靈敏度和機(jī)械柔性，所以其在柔性電子學(xué)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(gè)多層堆疊中組合起來，提供對(duì)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(shí)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(jìn)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(duì)層的厚度和粗糙度提供較差的控制，并且設(shè)計(jì)靈活性有限。

目前的油墨制劑可通過簡(jiǎn)單和低成本方法制備異質(zhì)結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)沒達(dá)到理想狀態(tài)——或者是含有有毒性溶劑或需要耗時(shí)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(tuán)隊(duì)人員表示，由于設(shè)備制造和集成的簡(jiǎn)單性、靈活性和低成本，其設(shè)想此項(xiàng)技術(shù)在智能包裝和標(biāo)簽中具有應(yīng)用潛力，如食品、藥品和消費(fèi)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(gè)完美平臺(tái)，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(kuò)展的方法，充分利用2D材料的各種屬性。