Учёные ТПУ нашли новый способ модификации 2D-материалов

По данным пресс-службы, это необходимо для упрощения создания гибкой электроники.

Новый способ модификации двумерных материалов, когда частицы серебра с помощью лазера наносятся на определенную область материалов и тем самым меняют химические свойства материалов, нашли ученые Томского политехнического университета (ТПУ). Это позволит сделать технологию изготовления оптогибких электронных более быстрой и эффективной, сообщили ТАСС в среду в пресс-службе вуза.

Двумерные материалы — это кристаллические пластинки, которые состоят из отдельных слоев толщиной от одного до десятка атомов. Благодаря упорядоченной структуре и малой толщине, они хорошо подходят для создания быстродействующей электроники и, в частности, гибких электронных устройств. Особенность 2D-материалов заключается в том, что у них можно «отщипнуть» один слой, и они будут иметь свойства, отличные от объемного «исходника». Это также делает их перспективными для применения в гибкой электронике.

«Ученые Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий впервые выяснили, что на локальные свойства двумерных материалов влияет взаимная ориентация слоев, особенности их структуры и деформация. Они использовали этот эффект для осаждения наночастиц серебра при помощи лазера в строго заданной области, что, в свою очередь, дает возможность управлять химическими свойствами материалов», — сказано в сообщении.

В качестве образцов они использовали графен, селенид галия и сульфид индия цинка. Для исследования политехники наносили двумерные материалы на подложку из высокоориентированного пиролитического графита также, как это делали нобелевские лауреаты Новоселов и Гейм — с помощью скотча. После чего ученые исследовали свойства этих материалов в неизменной форме, а также проводили лазерную абляцию образцов, то есть удаляли при помощи лазера слой вещества. Затем на образовавшиеся структуры наносили наночастицы серебра.

«Интересно, что при осаждении 2D-материалов на графит, сильное взаимодействие между ними вызывает деформацию двумерного материала даже на неровностях толщиной в один атом. Деформация, в свою очередь, приводит к локальным изменениям реакционной способности. За счет возникновения локальных деформационных дефектов можно избирательно осаждать наночастицы серебра точно на напряженную область, что позволяет менять химические свойства материалов», — приводятся слова руководителя проекта, профессора Рауля Родригеса.

Лазерная обработка и функционализация наночастицами серебра позволяют управлять свойствами двумерных материалов в строго определенных областях. Это расширяет перспективы для их применения в гибкой электронике — технология изготовления устройств может стать проще, быстрее, эффективнее. Кроме того, с помощью такого же способа модификации можно добиться получения свойств, актуальных для оптоэлектроники, катализа и создания фотодетекторов. Исследование проводилось при поддержке гранта Российского фонда научных фундаментальных исследований.