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Las heteroestructuras de Van der Waals de alta calidad se producen al apilar diferentes materiales 2D. Con propiedades altamente personalizables, tienen muchas aplicaciones y ventajas potenciales en comparación con los dispositivos de heteroestructura de semiconductores convencionales.
Sin embargo, para explotar completamente los materiales de van der Waals y sus heteroestructuras apiladas verticalmente, necesitamos nuevas rutas de producción escalables en masa que sean de bajo costo y capaces de preservar las altas cualidades electrónicas y ópticas de los cristales individuales.
Actualmente, las heteroestructuras de van der Waals se construyen a través de la exfoliación mecánica de cristales individuales a granel, que se construyen posteriormente por capas mediante procedimientos de transferencia mecánica estándar. Sin embargo, esto lleva mucho tiempo y no se puede escalar fácilmente.
Según los informes, un equipo de investigación de la Universidad de Essex en el Reino Unido ha sido pionero en un nuevo método de producción para dispositivos de heteroestructura. El nuevo estudio se centra en un método de producción, basado en la abrasión mecánica, donde las estructuras multicapa se forman mediante la abrasión directa de diferentes polvos de material Van der Waals directamente uno encima del otro.

La nueva técnica

Según los informes, la nueva técnica del equipo vio emerger una heterointerfaz aguda para ciertas combinaciones de heteroestructura. Sus resultados allanan el camino para que una amplia gama de dispositivos basados ​​en heterointerfaces y otras aplicaciones se realicen y se lleven al mercado.
Para demostrar su método y su aplicabilidad, el equipo de investigación demostró una multitud de dispositivos funcionales diferentes. Estos incluyen componentes comúnmente encontrados en la electrónica, como diodos, resistencias, condensadores, transistores y energía fotovoltaica. También demostraron el uso de estas películas para aplicaciones de energía, como un catalizador en la reacción de evolución de hidrógeno.
"El método de producción es realmente simple, puede pasar del sustrato desnudo al dispositivo de heteroestructura funcional en aproximadamente 10 minutos. Todo esto sin la necesidad de condiciones de crecimiento complejas, 20 horas de ultrasonidos o producción de fase líquida desordenada", dijo Darren Nutting , coautor del estudio del equipo.

Los investigadores de la Universidad de Exeter han desarrollado un método de producción pionero para dispositivos de heteroestructura, basado en materiales 2D como el grafeno. Imagen acreditada a la Universidad de Essex, Darren Nutting, et al.

Aplicable a "Cualquier" Cristal Material 2D

Según Nutting, el método del equipo se aplica a cualquier cristal de material 2D y puede automatizarse fácilmente para producir heteroestructuras de tamaño y complejidad aleatorios. "Esto permite la producción de una gran cantidad de posibilidades de dispositivos con un rendimiento superior a los creados con métodos más complejos", agregó.
El Dr. Freddie Withers, también de la Universidad de Exeter y autor principal, agregó: "El aspecto más interesante y sorprendente de este trabajo es que las heterointerfaces bien definidas pueden realizarse a través de la abrasión directa, que inicialmente esperábamos que condujera a una mezcla de materiales cuando directamente abrasión capa por capa ".
Esto es interesante porque esta observación permite realizar un gran número de dispositivos diferentes a través de un proceso de fabricación simple y de bajo costo. El equipo de investigación cree que el método de producción permitirá una rápida ampliación de los dispositivos de heteroestructura, lo que podría conducir a la creación exitosa de dispositivos de heteroestructura vertical más complejos, como la energía fotovoltaica multicapa.