Pesquisadores padronizam materiais 2D usando dois comerciais

Pesquisadores da Universidade da Bundeswehr Munique e do Centro de Pesquisa SENS e do KTH Royal Institute of Technology demonstraram recentemente a padronização sem contato e sem resistência de disseleneto de platina (PtSe2), dissulfeto de molibdênio (MoS2) e camadas de grafeno com precisão em nanoescala em alta velocidade de processamento preservando a integridade do material circundante.

A equipe usou uma impressora 3D comercial de dois fótons pronta para uso para escrever padrões diretamente nos materiais 2D com recursos de até 100 nm a uma velocidade máxima de escrita de 50 mm/s.

Os métodos tradicionais, como a litografia óptica e a litografia por interferência a laser, exigem o revestimento do material 2D com uma máscara protetora de resistência, permitindo que apenas áreas específicas do material 2D sejam expostas durante a gravação. No entanto, o processo de revestimento, revelação e remoção do fotorresistente pode danificar o material 2D. A técnica apresentada neste estudo não necessita de camada de máscara, evitando assim contaminação e danos ao substrato.

Neste estudo, a equipe removeu com sucesso um filme contínuo de material 2D de uma área de substrato de 200 μm × 200 μm em menos de 3 s. Como as impressoras 3D de dois fótons estão se tornando cada vez mais disponíveis em laboratórios de pesquisa e instalações industriais, os cientistas esperam que este método permita a prototipagem rápida de dispositivos baseados em materiais 2D em diversas áreas de pesquisa.

“Fornecer uma maneira de trabalhar com materiais 2D fora das salas limpas reduz o nível de envolvimento neste emocionante campo de pesquisa”, diz Alessandro Enrico, um dos principais autores do estudo, que trabalhou na Divisão de Micro e Nanossistemas (MST) na KTH e recentemente transferido para a Universidade de Pavia, na Itália. “Essa abordagem tem outras vantagens em relação aos processos litográficos convencionais: o material não é danificado ou contaminado por múltiplas etapas de revestimento e enxágue com solvente. Nenhuma substância química também significa uma abordagem mais ecológica para pesquisa e produção de materiais 2D”, acrescenta o pesquisador.

O próximo passo é investigar a compatibilidade deste método com membranas de material 2D suspensas e substituir o substrato de vidro por outros funcionais.

Este projeto foi realizado no âmbito do Graphene Flagship e do Graphene Flagship Partnering Project FLAG-ERA JTC 2019 2D-NEMS, que é afiliado ao Sensors Work Package do Graphene Flagship.