基于纳米片的电子产品可能只差一滴

导读 名古屋大学和国家材料科学研究所的科学家们发现,一种简单的一次性方法将功能性纳米片平铺在单层中既便宜又快捷。如果ACS Nano杂志中描述

名古屋大学和国家材料科学研究所的科学家们发现,一种简单的一次性方法将功能性纳米片平铺在单层中既便宜又快捷。如果ACS Nano杂志中描述的这个过程可以扩大规模,它可以促进下一代氧化物电子学的发展。

该研究的通讯作者名古屋大学材料科学家 Minoru Osada 说:“滴铸是在固体表面沉积纳米材料的最通用和最具成本效益的方法之一。” “但它有严重的缺点,一个是所谓的咖啡环效应:一旦它们所在的液体蒸发,粒子就会留下一种图案。令我们惊讶的是,我们发现,通过移液管和电炉控制对流会导致均匀沉积而不是环状图案,这表明滴铸的新可能性。”

Osada 描述的过程非常简单,尤其是与目前可用的平铺技术相比时,后者可能成本高昂、耗时且浪费。科学家们发现,用简单的移液管将含有二维纳米片的溶液滴在加热板上加热到约 100°C 的基板上,然后去除溶液,会使纳米片在约 30 秒内聚集在一起形成瓷砖状的层。

分析表明,纳米片均匀分布在基板表面,间隙有限。这可能是由于表面张力驱动粒子如何分散,以及沉积液滴的形状随着溶液蒸发而变化。

科学家们使用该工艺沉积了二氧化钛、铌酸钙、氧化钌和氧化石墨烯的颗粒溶液。他们还尝试了各种基板的不同尺寸和形状,包括硅、二氧化硅、石英玻璃和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)。他们发现他们可以通过加入少量乙醇来控制溶液的表面张力和蒸发速率。

此外,该团队成功地使用该工艺沉积了多层平铺纳米片,制造了具有各种特性的功能性纳米涂层:导电、半导体、绝缘、磁性和光致变色。

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