مواد و ساخت پیشرفته

در سال های اخیر، روشScotch-tape ، هزاران تحقیق در رابطه با مواد دوبعدی را امکان پذیر ساخته است و منجر به برخی از هیجان انگیزترین اکتشافات در علوم مواد شده است. درحالیکه این روش واقعا به عنوان یک تغییر مسیر تحقیقاتی در این زمینه شناخته شده است، ولی پوسته های تولید شده در این روش بسیار کوچک است و بازدهی آن بسیار محدود است. با این وجود، نوید بهره برداری فناوری، نیاز به مقیاس گسترده ای از مواد تک لایه را افزایش داده است.

در حالیکه طی سالها، رویکردهای مختلفی برای رشد یا جداسازی موثر لایه های کریستال ایجاد شده است، هنوز لایه برداری محصولات با بالاترین کیفیت را فراهم می کند. اما روش Scotch tape نیاز به مقیاس پذیری بیشتری دارد.

از طرفی، چسبندگی طلا برای محققان تعجب آور نبود. زیرا می دانستند طلا برهمکنش های شدیدی با اتمهای کالکوژن، به ویژه گوگرد نشان می دهد. نشان داده شد، طلا می تواند با موفقیت بالایی، لایه خارجی تر بلور بالک را کنده و منجر به ایجاد لایه های منفرد بزرگ شود که اندازه آنها به مساحت فصل مشترک بین طلا و بلور پایه بستگی دارد. این در حالی است که کیفیت بالای نشات گرفته از ماده اولیه تک بلوری را حفظ می کند و از محدودیت های Scotch tape عبور می کند.

اخیرا در مقاله ای چاپ شده در مجله RRL، نشان داده شده است که لایه برداری با واسط طلا، با پخت در دمای پایین امکان پذیر است که بر محدودیت های روش های قبلی "press-and-peel" غلبه می کند. این اصلاح ساده به طور بالقوه دامنه و شرایط موادی را که می توان از لایه برداری با واسطه طلا استفاده کرد، افزایش می دهد و مواد دو بعدی را قادر می سازد تا سرانجام از مقیاس آزمایشگاهی خارج شوند.

روش template-strip، از یک ویفر سیلیکونی پوشش داده شده با طلا استفاده می کند که می توان آن را از قالب ویفر جدا کرد تا دسته هایی از طلا در مقیاس ویفر تولید کند. با فرضیه هایی که وجود داشت، انتظار می رفت که این روش با فشار دادن ساده طلا روی یک کریستال لایه ای مناسب پیش برود. با این حال، در دنیای واقعی، به سختی هر چیزی مطابق برنامه پیش می رود و هیچ لایه برداری در دمای اتاق اتفاق نمی افتد.

مسئله تعجب آور این است که خوشبختانه با پخت ساندویچ کریستالی لایه ای از جنس طلا حل شده است و تحقیقات بیشتری در این زمینه در حال انجام می باشد.

منبع:

https://www.advancedsciencenews.com/how-sticky-gold-could-pull-off-the-next-big-thing-in-semiconductor-technology/