Grafen olarak bilinen tek-atom-kalın karbon malzemenin 2003 keşfinden beri, diğer 2-D materyaller için de kullanılmaya başlandı. Bu malzemeler, yarı iletken maddelerden oluşturularak, farklı işlevlere sahip bir dizi cihaz üretebilmek için kullanılabiliyor. Bu sayede ultra ince, esnek, şeffaf ve giyilebilir elektronik cihazlar yaratılabiliyor. Bununla birlikte sistemin, bir toplu kristal malzemenin elektronikte kullanılmak üzere 2-D pul haline ayrılmasının zorluğundan dolayı ticari amaçlı kullanılamayacağı öne sürülüyor.
MIT Makine Mühendisliği Bölümü’ndeki araştırmacılar 2-inç çaplı, 2-D malzemeden oluşan sistemi birkaç dakika içinde toplamak için bir teknik geliştirdiler. Daha sonra bir saat içinde bir elektronik cihaz oluşturmak için birleştirebildiler.Sciencedergisinde yayınlanan bir makalede açıklanan teknik, çeşitli 2-D malzemelere dayalı elektronik cihazların ticarileştirilmesi olasılığından bahsediliyor.
Bir elektronik cihaz için ihtiyaç duyulan 2-D hetero-yapıları oluşturmak üzere bir araya getirilebilen yarı iletkenler, metaller ve izolatörler gibi farklı tiplerde, tek tabakalı 2-D malzemelerin üretilmesi için kullanılıyor. Araştırmacılar önce safir bir gofret üzerine 2-D malzemelerden kalın bir tabaka ekledi. Daha sonra, yığının üstüne 600 nanometre kalınlığında bir nikel filmi uyguladılar. 2-D materyaller, safirden çok nikellere daha fazla yapıştığı için, bu filmin kaldırılması, araştırmacıların tüm yığını gofretten ayırmalarını sağladı. Evrensel teknik, altıgen bor nitrür, tungsten disülfür ve molibden disülfür dahil olmak üzere bir dizi farklı 2-D materyal ile kullanılabiliyor.
“2D Çipler Gofret Kalınlığında”
Nikel ve 2-D malzemenin tek tek katmanları arasındaki yapışma, tabakaların her birinin kendisinden daha büyüktü. Sonuç olarak, istifin tabanına ikinci bir nikel filmi eklendiğinde, araştırmacılar tek boyutlu, tek-atomlu 2-D malzemeden oluşan tabakaları soymayı başardı. 2-D materyaller, safirden çok nikellere daha fazla yapıştığı için, bu filmin kaldırılması, araştırmacıların tüm yığını gofret benzeri yapıdan ayırmalarını sağladı. Nikel film tarafından toplanan ilk tek tabaka bir alt-tabakaya aktarıldıktan sonra, işlem her tabaka için tekrarlanabiliyor.
Araştırmacılar, aynı zamanda, birkaç atomluk bir kalınlığa sahip, gofret ölçeğinde alan etkili transistör dizilerini başarılı bir şekilde üretme tekniğini de gösterdi. Harvard Üniversitesi’nde fizik profesörü olan ve araştırmada yer almayan Philip Kim, “Çalışmanın 2 boyutlu materyalleri ve bunların gerçek dünyadaki uygulamalara karşı heterojen yapılarını geliştirme potansiyeli çok fazla” dedi.
Araştırmacılar şimdi, geçici bir bellek dizisi ve cilde takılabilecek esnek cihazlar da dahil olmak üzere bir dizi elektronik alet geliştirmek için bu tekniği uygulamayı planlıyor. Nikel film tarafından toplanan ilk, tek tabaka bir alt-tabakaya aktarıldıktan sonra, işlem her tabaka için tekrarlanabiliyor. Çok basit mekanikleri kullandıklarını iafde eden Kim, bu kontrollü çatlak yayılım konseptini kullanarak, tek tabakalı 2-D malzemeyi gofret skalasında izole edebileceklerini ifade etti.
