Автор AZoNano 8 февраля 2021 года

Международная группа ученых изобрела аналог бронежилета для чрезвычайно хрупких квантовых систем, который сделает их достаточно прочными для использования в качестве основы для нового поколения низкоэнергетической электроники.

Ученые применили броню, аккуратно раздавливая капли жидкого металлического галлия на материалы, покрывая их оксидом галлия.

Защита имеет решающее значение для тонких материалов, таких как графен, которые имеют толщину всего в один атом – по сути, двумерные (2D) – и поэтому легко повреждаются традиционной технологией наслоения, – сказал Маттиас Вурдак, ведущий автор публикация группы в Advanced Materials .

«Защитное покрытие в основном работает как бронежилет для атомарно тонкого материала, оно защищает от частиц высокой энергии, которые могут нанести ему большой вред, при этом полностью сохраняя его оптоэлектронные свойства и его функциональность »– сказал г-н Вурдак, аспирант Центра нелинейной физики (NLPC) Исследовательской школы физики и Центра передового опыта FLEET ARC.

Новая технология открывает путь к расширению отрасли, основанной на ультратонкой электронике, сказала руководитель исследовательской группы профессор Елена Островская, также из NLPC и FLEET.

«Двумерные материалы обладают исключительными свойствами, такими как чрезвычайно низкое сопротивление или высокоэффективное взаимодействие со светом».

«Благодаря этим свойствам они могут сыграть большую роль в борьбе с изменением климата».

Восемь процентов мирового потребления электроэнергии в 2020 году было связано с информационными технологиями, включая компьютеры, смартфоны и крупные центры обработки данных технологических гигантов, таких как Google и Amazon. По прогнозам, эта цифра будет удваиваться каждые десять лет по мере стремительного роста спроса на услуги ИИ и интеллектуальные устройства.

Однако эта работа обещает более низкоэнергетические альтернативы для электроники и оптоэлектроники за счет использования превосходных характеристик двумерных полупроводниковых материалов, таких как дисульфид вольфрама, который использовался в этом исследовании.

Использование 2D-материалов для создания более эффективных устройств будет иметь преимущества, помимо снижения выбросов углерода, – говорит г-н Вердак.

«2D-технология также может позволить использовать сверхэффективные сенсоры на космических кораблях или процессоры в устройствах Интернета вещей, которые менее ограничены временем автономной работы».

Команда создала свой защитный слой, подвергнув воздуху каплю жидкого галлия, которая сразу же образовала идеально ровный слой оксида галлия на своей поверхности толщиной всего три нанометра.

Сдавив каплю поверх 2D-материала с помощью предметного стекла, слой оксида галлия может быть перенесен из жидкого галлия на всю поверхность материала в масштабе до сантиметров.

Поскольку этот ультратонкий оксид галлия представляет собой изолирующее аморфное стекло, он сохраняет оптоэлектронные свойства лежащего в основе 2D-полупроводника. Стекло из оксида галлия также может улучшить эти свойства при криогенных температурах и хорошо защищает от других материалов, осаждаемых сверху. Это позволяет изготавливать сложные, многослойные электронные и оптические устройства нанометрового уровня, такие как светоизлучающие диоды, лазеры и транзисторы.

«Мы создали прекрасную альтернативу существующей технологии, которую можно масштабировать для промышленных приложений», – сказал г-н Вердак.

«Мы надеемся найти отраслевых партнеров, которые вместе с нами разработают принтер защитного слоя, основанный на этой технологии, который можно использовать в любой лаборатории, например, в литографической машине».

«Было бы здорово, если бы такие фундаментальные исследования нашли применение в промышленности!»

Источник: http://www.fleet.org.au/[19459008visible