Heterostrukturer av van der Waals är Montering av atomärt tunn två-dimensionell kristallina material som har bra ledningsförmåga egenskaper för användning i moderna elektroniska enheter. Ett berömt exempel på en två-dimensionella halvledare grafen består av honeycomb gitter av kolatomer med en tjocklek av en atom. Innan utvecklingen av heterostrukturer av van der Waals-krafter var begränsad till komplexa och tidskrävande manuella moment som krävs för deras produktion. Två-dimensionell kristaller som erhålls genom exfoliering av bulkmaterial, det var nödvändigt för att identifiera, samla in, och sedan sätta ihop manuellt. En sådan process är tydligt att det inte lämpar sig för industriell tillverkning av elektroniska enheter med undervärdera heterostrukturer.
En grupp Japanska forskare från Institute of industrial science vid University of Tokyo har löst detta problem genom att utveckla en robot som snabbar upp sammansättning av två-dimensionella kristaller och heterostrukturer bildandet vanderwaals. Roboten består av automatiska snabba optiska mikroskop, som känner av kristaller och spela in sina bestämmelser och parametrar i en databas. Speciella mönster av strukturer, med hjälp av informationen i databasen. Då heterostruktur kommer robot utrustning som kontrolleras av en dator algoritm.
Resultaten publicerades i Nature Communications.
“Roboten kan hitta, för att höja och montera två-dimensionell kristaller i en liten låda”, säger författaren Satoru Masubuchi. “Han kan ta upp till 400 grafen flingor per timme, vilket är mycket snabbare än om du gör det manuellt”.
Montering av grafen flingor i heterostrukturer av van der Waals krafter, roboten kunde vara upp till fyra lager per timme. Med hans hjälp, skapat vanderwaals heterostruktur (bilden ovan) av 29 växlande lager av grafen och sexkantiga bornitrid (en annan vanlig semiconductor). Ett rekordstort antal lager, hand-gjorda, var 13, så att roboten betydligt överträffat män i förmågan att denna operation.
Utvecklingen av en sådan robot kommer att snabba upp och förbättra produktionen av heterostrukturer och deras användning i elektroniska enheter, steg för steg föra oss närmare skapandet av enheter som innehåller material design på atomär nivå.
Skapat en robot för automatisk Montering av designer nanomaterial
Ilya Hel