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纳米科学:研究人员创造了一步式石墨烯图案化方法!

发布时间:2019-01-08 访问次数:879次 来源:印刷电子在线 分享:

纳米科学:研究人员创造了一步式石墨烯图案化方法!

来自伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的研究人员开发了一种简单易行的方法,通过使用模板掩模和氧等离子体反应离子蚀刻以及随后的无聚合物直接转移到柔性基板来对石墨烯进行图案化,石墨烯是一种二维碳同素异形体,具有巨大的科学和技术意义。石墨烯结合了卓越的机械性能,优异的载流子迁移率,高导热性,疏水性和潜在的低制造成本,为下一代生物电,机电,光电和热管理应用提供了卓越的基础材料。

“使用化学气相沉积(CVD)与各种前体和催化剂基质直接合成大面积,均匀,高质量的石墨烯薄膜取得了重大进展,”伊利诺伊州机械科学与工程助理教授SungWoo Nam解释说。 。“然而,迄今为止,合成后处理的基础设施要求 - 图案化和转移 - 用于创建互连,晶体管通道或器件终端已经减缓了石墨烯在更广泛应用中的实施。

结合最近添加和减法制造技术(如3D打印和计算机数控铣削)的发展,我们开发了一种简单且可扩展的石墨烯图案技术,使用通过激光切割机制作的模板掩模,”研究生Keong Yong说道。该论文的第一作者,科学报告中出现的快速模板掩模制造能够实现柔性石墨烯器件的一步聚合物无石墨烯图案化和直接转移。

我们对石墨烯进行图案化的方法是基于一种用于接触金属沉积的阴影掩模技术,”Yong补充道。“这些模板掩模不仅可以轻松快速地制造用于迭代快速原型制作,而且还可以重复使用,从而实现经济高效的模式复制。由于我们的方法既不涉及聚合物转移层也不涉及有机溶剂,因此我们能够获得无污染石墨烯直接在各种柔性基板上形成图案。

Nam表示,这种方法证明了克服现有合成后工艺所施加的限制以实现石墨烯微图案化的新可能性。Yong设想石墨烯图案的这种简便方法为“自己做”(DIY)基于石墨烯的器件开发提供了变革性的变化,用于广泛的应用,包括柔性电路/器件和可穿戴电子产品。

这种方法允许快速设计迭代和模式复制,无聚合物图案化技术促进石墨烯的质量比其他制造技术更清洁,”Nam说。“我们已经证明,石墨烯可以被图案化成不同的几何形状和尺寸,我们已经探索了各种基板,用于直接转移图案化的石墨烯。

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