Les chercheurs modélisent des matériaux 2D à l'aide d'un modèle commercial à deux

Des chercheurs de l'Université de la Bundeswehr Munich & SENS Research Center et de l'Institut royal de technologie KTH ont récemment démontré la structuration sans contact et sans résistance des couches de diséléniure de platine (PtSe2), de bisulfure de molybdène (MoS2) et de graphène avec une précision nanométrique à une vitesse de traitement élevée. tout en préservant l'intégrité du matériau environnant.

L’équipe a utilisé une imprimante 3D à deux photons du commerce pour écrire directement des motifs dans les matériaux 2D avec des caractéristiques allant jusqu’à 100 nm à une vitesse d’écriture maximale de 50 mm/s.

Les méthodes traditionnelles, telles que la lithographie optique et la lithographie par interférence laser, nécessitent de recouvrir le matériau 2D d'un masque de protection, permettant ainsi d'exposer uniquement des zones spécifiques du matériau 2D pendant la gravure. Cependant, le processus de revêtement, de développement et de retrait de la résine photosensible peut endommager le matériau 2D. La technique présentée dans cette étude ne nécessite pas de couche de masquage, évitant ainsi la contamination et l'endommagement du substrat.

Dans cette étude, l’équipe a réussi à retirer un film continu de matériau 2D d’une zone de substrat de 200 μm × 200 μm en moins de 3 s. Étant donné que les imprimantes 3D à deux photons sont de plus en plus disponibles dans les laboratoires de recherche et les installations industrielles, les scientifiques s'attendent à ce que cette méthode permette un prototypage rapide de dispositifs basés sur des matériaux 2D dans divers domaines de recherche.

"Fournir un moyen de travailler avec des matériaux 2D en dehors des salles blanches abaisse la barre pour s'engager dans ce domaine de recherche passionnant", déclare Alessandro Enrico, l'un des principaux auteurs de l'étude, qui travaillait auparavant à la Division des micro et nanosystèmes (MST). à KTH et récemment transféré à l'Université de Pavie en Italie. « Cette approche présente d'autres avantages par rapport aux processus lithographiques conventionnels : le matériau n'est pas endommagé ou contaminé par les multiples étapes de revêtement et de rinçage au solvant. L’absence de produit chimique signifie également une approche plus respectueuse de l’environnement pour la recherche et la production de matériaux 2D », ajoute le chercheur.

L'étape suivante consiste à étudier la compatibilité de cette méthode avec des membranes en matériau 2D suspendues et à remplacer le substrat de verre par d'autres substrats fonctionnels.

Ce projet a été réalisé dans le cadre du Graphene Flagship et du Graphene Flagship Partnering Project FLAG-ERA JTC 2019 2D-NEMS, qui est affilié au module de travail Capteurs du Graphene Flagship.