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Articolo metodologico

Fabbricazione senza residui di eterostrutture di van der Waals di materiali bidimensionali

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DOI:

10.3791/68540

⸱

18 luglio 2025

 ,  , 
1School of Mechanical and Robotics Engineering, Gwangju Institute of Science and Technology

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Questo studio presenta una metodologia di fabbricazione senza residui per la produzione di singole scaglie di materiali bidimensionali e il loro assemblaggio in eterostrutture complesse utilizzando solo le interazioni di van der Waals. La tecnica elimina la necessità di sostanze esterne e condizioni sperimentali specifiche, consentendo assemblaggi complessi di eterostrutture attraverso processi di impilamento bottom-up, top-down e modulari.

Abstract

In questo lavoro, viene presentata una metodologia unica che utilizza le interazioni di van der Waals (vdW) per fabbricare singole scaglie prive di residui di materiali bidimensionali (2D), che vengono successivamente assemblati in intricate eterostrutture. L'approccio si concentra sull'assicurare che le scaglie siano prive di residui che potrebbero influire sulle loro proprietà e prestazioni. Le prove della microscopia a forza atomica e della spettroscopia Raman confermano che i fiocchi esagonali trasferiti di nitruro di boro (h-BN) e bisolfuro di molibdeno (MoS2) mostrano un'eccellente planarità e caratteristiche di assenza di deformazione, che sono cruciali per varie applicazioni in elettronica e optoelettronica. Inoltre, i processi di raccolta e rilascio di un fiocco bersaglio sono dimostrati utilizzando un timbro privo di residui, controllato dal tipo di forza applicata all'interfaccia, normale o di taglio. Dirigendo attentamente il movimento del timbro privo di residui, l'assemblaggio di eterostrutture h-BN/MoS2/h-BN si ottiene con successo attraverso processi di impilamento sia dal basso verso l'alto che dall'alto verso il basso. Inoltre, le eterostrutture preassemblate sono state impilate in modo modulare per creare un'eterostruttura più complessa, dimostrando la versatilità della metodologia proposta. Questo lavoro non solo consente di ottenere singole scaglie di materiali 2D prive di residui, ma apre anche la strada a tecniche di fabbricazione migliorate nelle eterostrutture vdW.

Introduzione

Il rapido sviluppo di materiali bidimensionali (2D) ha trasformato in modo significativo numerosi campi di ricerca, creando opportunità senza precedenti per i dispositivi avanzati. Le notevoli proprietà di questi materiali, tra cui l'eccezionale conduttività elettrica, la resistenza meccanica e la stabilità termica, li rendono candidati ideali per applicazioni in dispositivi elettronici e optoelettronici, soluzioni di gestione termica, sistemi di accumulo di energia e sensori 1,2,3,4,5,6,7,8 . Inoltre, la capacità di costruire eterostrutture di van der Waals (vdW) ne migliora la funzionalità, consentendo un'ingegneria precisa delle strutture a bande e delle interazioni tra gli strati 9,10,11,12,13. Questa capacità può portare a proprietà dei materiali nuove o migliorate su misura per applicazioni specifiche.

Tuttavia, la manipolazione e la manipolazione dei materiali 2D pongono sfide considerevoli, in particolare per preservarne l'eccezionale qualità durante la lavorazione. La contaminazione da residui delle tecniche di fabbricazione convenzionali può minare in modo significativo l'integrità dei materiali, influenzandone negativamente le prestazioni e l'affidabilità nei dispositivi14,15. L'uso di polimeri nella fabbricazione di materiali 2D lascia spesso residui indesiderati16,17. Per affrontare questo problema, diversi ricercatori hanno esplorato tecniche di fabbricazione avanzate e processi di trasferimento puliti per migliorare la produzione di materiali 2D ad alta purezza. Wang et al. hanno introdotto un'innovativa tecnica di assemblaggio che sfrutta l'adesione vdW per ottenere interfacce pulite nelle eterostrutture grafene/nitruro di boro18. Basandosi su questo concetto, Wen et al. hanno recentemente impiegato una tecnica di trasferimento a secco assistita da vdW utilizzando h-BN come strato intermedio, che ha permesso il distacco pulito di singole scaglie staccando lateralmente lo strato19 di vdW. In una notevole tecnica precedente, Pizzocchero et al. hanno sviluppato la tecnica "hot pick-up" per l'assemblaggio in batch di eterostrutture, dimostrando la produzione rapida e ad alto rendimento di interfacce prive di bolle mediante impilamento a temperature elevate20. Inoltre, Wang et al. hanno proposto un approccio privo di polimeri utilizzando membrane flessibili in nitruro di silicio, che consente un assemblaggio pulito in condizioni di vuoto ultra alto e alte temperature21. Sebbene studi precedenti abbiano sviluppato metodi eccellenti, la capacità di ottenere scaglie singole prive di residui e di implementare un metodo di lavorazione semplice rimane essenziale. Pertanto, lo sviluppo di metodi efficaci per la lavorazione senza residui è fondamentale per massimizzare il potenziale dei materiali 2D nelle applicazioni pratiche.

Nel precedente lavoro di Lee et al., è stato sviluppato un nuovo metodo di fabbricazione che sfrutta le interazioni vdW intrinseche tra i materiali 2D per ottenere singole scaglie e assemblare eterostrutture senza utilizzare strati di supporto polimerici22. La caratterizzazione completa, tra cui la microscopia a forza atomica (AFM), la microscopia elettronica a trasmissione ad alta risoluzione (HR-TEM), la spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS) e le misure elettriche, ha confermato la natura priva di residui sia dei fiocchi trasferiti che delle eterostrutture risultanti. Basandosi su questa piattaforma di trasferimento senza residui, il presente lavoro fornisce una guida dettagliata e orientata al protocollo che copre l'intero processo, dalla configurazione sperimentale alla tecnica di assemblaggio espanso di eterostrutture complesse. In particolare, vengono dettagliate la configurazione di un sistema di trasferimento a secco, le strategie per la preparazione del timbro e le procedure ottimizzate per ottenere scaglie pulite e sottili di h-BN e MoS2. Questi materiali sono ampiamente utilizzati grazie alla loro forte adesione vdW e alle vantaggiose proprietà elettroniche 13,23,24,25. Inoltre, vengono descritte le tecniche sistematiche per il prelievo sequenziale e il rilascio senza residui, insieme a varie tecniche di assemblaggio di eterostrutture come i processi di impilamento dall'alto verso il basso, dal basso verso l'alto e modulari.

L'articolo è organizzato come segue: la fase 1 e la fase 2 descrivono in dettaglio la progettazione del sistema di trasferimento a secco e la fabbricazione di due tipi di timbri, che includono un timbro pre-esfoliazione e un timbro a nastro. Il passaggio 3 delinea il processo per la produzione di scaglie prive di residui utilizzando questi timbri. La fase 4 e la fase 5 descrivono le procedure per l'impilamento verticale tramite timbro senza residui, consentendo la costruzione di eterostrutture complesse. Infine, il passaggio 6 presenta una tecnica di spremitura della punta AFM per rimuovere selettivamente le vesciche interfacciali, migliorando così la qualità interfacciale dopo l'assemblaggio. Nel complesso, questi protocolli mirano a fornire una metodologia versatile e riproducibile per la fabbricazione di eterostrutture 2D pulite e di alta qualità.

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Protocollo

I dettagli dei materiali di consumo e delle attrezzature utilizzate in questo studio sono elencati nella Tabella dei materiali.

1. Strumentazione per la fabbricazione senza residui

NOTA: La fabbricazione senza residui di materiali 2D viene eseguita in condizioni ambientali utilizzando una configurazione di trasferimento a secco personalizzata. La configurazione comprende tre componenti principali: un microscopio ottico personalizzato, uno stadio del campione sull'asse XY e un manipolatore di timbri sull'asse XYZ (Figura 1A). Questi componenti sono installati su un tavolo antivibrante per ridurre al minimo i disturbi esterni durante il funzionamento. La configurazione è controllata manualmente.

  1. Microscopio ottico: dotare il microscopio ottico commerciale personalizzato di obiettivi a lunga distanza di lavoro (5×, 10×, 20×, 50× e 100×) e di una fotocamera digitale per ottenere un ingrandimento appropriato e uno spazio di elaborazione sufficiente. Collegare la fotocamera al computer, verificando la compatibilità con il software di raccolta dati.
  2. Stadio di campionamento dell'asse XY: Assembla due stadi di traslazione lineare per facilitare le regolazioni precise dello stadio di campionamento in entrambe le direzioni X e Y. Inoltre, installare un portacampioni piatto per accogliere correttamente il campione sopra il tavolino (Figura 1B).
  3. Manipolatore per timbri con asse XYZ: assembla tre stadi di traslazione lineare con una piastra di montaggio ad angolo retto per costruire un manipolatore dell'asse XYZ con regolazioni precise. Quindi, utilizzare una piastra di montaggio ad angolo retto aggiuntiva e una piastra magnetica per fissare saldamente un timbro con un magnete (Figura 1C).
    NOTA: Il manipolatore deve essere installato abbastanza vicino allo stadio del campione per fornire un accesso adeguato per il timbro. Inoltre, il tavolino di traslazione è in grado di muoversi di oltre 2 cm nella direzione dell'asse Z.

2. Preparazione del timbro

NOTA: La dimensione del pezzo di nastro utilizzato per creare i timbri non influisce in modo significativo sul processo. Inoltre, si consiglia di rimuovere la pellicola di copertura immediatamente prima di utilizzare il timbro per fornire un'adesione sicura.

  1. Preparare un timbro con nastro biadesivo (timbro pre-esfoliazione).
    1. Tagliare un pezzo di nastro biadesivo Kapton in una forma rettangolare di 4 mm × 5 mm (Figura 2A).
    2. Fissare il pezzo di nastro biadesivo al bordo centrale di un vetrino, quindi rimuovere la pellicola di copertura (Figura 2B).
  2. Preparare un timbro a nastro monoadesivo (timbro a nastro).
    1. Tagliare un pezzo di nastro monoadesivo a forma di rombo, con ciascun lato di 5-6 mm di lunghezza (Figura 2C).
    2. Rendilo identico al timbro del nastro biadesivo descritto nel passaggio 2.1.
    3. Fissare il pezzo di nastro monoadesivo con il lato adesivo rivolto verso l'alto, assicurandosi che il vertice stretto si estenda di 1 mm oltre il bordo del vetrino, sul nastro biadesivo (Figura 2D).
      NOTA: Poiché il nastro monoadesivo si estende oltre il bordo del vetrino, è stato selezionato un nastro con elevata rigidità per ridurre al minimo la flessione durante l'utilizzo del timbro.
    4. Rimuovere la pellicola di copertura per esporre la superficie adesiva del nastro monoadesivo.

3. Fabbricazione di una regione libera da residui e di un singolo fiocco

  1. Eseguire il processo di pre-esfoliazione su un cristallo sfuso.
    1. Prepara un pezzo di cristallo sfuso usando un batuffolo di cotone e una lama di rasoio.
    2. Attaccare il cristallo alla superficie adesiva del timbro pre-esfoliazione (Figura 3A). Quindi, posiziona un altro timbro pre-esfoliazione sopra il cristallo per creare una configurazione a sandwich.
      NOTA: Quando si utilizzano timbri pre-esfoliazione, è fondamentale assicurarsi che l'intera superficie del cristallo sfuso aderisca uniformemente al timbro, il che è fondamentale per ottenere una superficie ampia e piana dopo il processo di esfoliazione.
    3. Esfoliare delicatamente e ripetere questo processo da 3 a 5 volte fino ad ottenere un cristallo pulito e uniforme di spessore inferiore al micron (Figura 3B).
      NOTA: Il numero di iterazioni richiesto nel processo di esfoliazione deve essere ripetuto fino a ottenere un cristallo pre-esfoliato sufficientemente uniforme e sottile. Questo processo determina lo spessore e la qualità della regione priva di residui che si otterrà successivamente.
  2. Preparare un substrato pulito di biossido di silicio/silicio (SiO2/Si).
    NOTA: Per ridurre al minimo il potenziale di residui esterni, le condizioni del substrato pulito sono state esaminate utilizzando un microscopio ottico 100x prima dell'uso. Per l'identificazione visiva di materiali 2D sottili, si consiglia un SiO2 di 300 nm di spessore.
    1. Tagliare il wafer SiO2/Si cresciuto termicamente di 300 nm di spessore in pezzi di 1 cm × 1 cm utilizzando un tagliawafer.
    2. Immergere i substrati in acetone di grado elettronico ad alta purezza e sonicare per 2 minuti utilizzando un pulitore a ultrasuoni.
      NOTA: La pulizia con sonicazione dell'acetone viene eseguita all'interno di una cappa aspirante.
    3. Sciacquare i substrati con acqua deionizzata ultrapura.
    4. Asciugare i substrati con un soffio di azoto, quindi posizionarli su una piastra calda impostata a una temperatura superiore a 100 °C per almeno 5 minuti per evitare residui di tracce di solvente.
    5. Eseguire il trattamento al plasma di ossigeno con una portata di ossigeno gassoso di 100 sccm, una pressione di base di 1 × 10-2 Torr e una potenza di 100 W. Stabilizzare il flusso di gas per 60 s, applicare il plasma per 10 s, quindi spurgare per 20 s e sfiatare per altri 20 s.
  3. Acquisisci la regione priva di residui (Video 1).
    NOTA: Il video 1 mostra l'acquisizione di una regione priva di residui da h-BN pre-esfoliato. La Figura 2E presenta l'immagine di esempio dello strumento per facilitare la comprensione del processo. Il motivo per cui il pezzo di nastro è attaccato al bordo centrale del vetrino è per ridurre al minimo l'interferenza tra il tavolino del campione e il manipolatore del timbro (distanza ≈ 1 cm).
    1. Posizionare il cristallo pre-esfoliato sul tavolino campione.
      NOTA: Tutti i campioni caricati sul supporto del campione sono fissati con un nastro biadesivo.
    2. Fissare il timbro a nastro con un angolo di inclinazione di almeno 5° sulla piastra magnetica del manipolatore di timbri utilizzando un magnete. L'inclinazione del timbro si ottiene utilizzando la pila di vetrini come supporto sul lato posteriore del timbro (Figura 2E).
      NOTA: Questa inclinazione viene utilizzata in modo coerente in tutti i processi che coinvolgono il timbro a nastro.
    3. Allineare il timbro a nastro sopra il cristallo pre-esfoliato regolando il tavolino del campione.
    4. Fissare il timbro a nastro alla superficie superiore del cristallo regolando il manipolatore del timbro in direzione -Z (Figura 3C).
    5. Esfoliare delicatamente la sottile regione priva di residui regolando il manipolatore del timbro nella direzione +Z (Figura 3D).
      NOTA: Quando si esfolia la regione priva di residui, spostando contemporaneamente lo stadio del campione nella direzione +X si ottengono prestazioni di lavorazione più stabili riducendo la tensione applicata al materiale esfoliante, il che facilita il raggiungimento di una regione priva di residui più ampia. Inoltre, solo le aree non a contatto con il nastro sono considerate regioni prive di residui.
  4. Ottenere scaglie singole senza residui e un timbro senza residui (Video 2 e Video 3).
    NOTA: Il Video 2 e il Video 3 dimostrano il processo per ottenere singole scaglie di h-BN e MoS2 prive di residui, rispettivamente.
    1. Posizionare un substrato pulito sul tavolino di lettura.
    2. Far aderire saldamente la regione priva di residui al substrato regolando il manipolatore a timbro in direzione -Z (Figura 3E).
    3. Esfoliare la singola scaglia regolando il manipolatore del timbro nella direzione +Z (Figura 3F).
      NOTA: Il fiocco viene esfoliato attraverso le interazioni vdW con il substrato. Analogamente al processo di ottenimento della regione libera da residui descritto al punto 3.3.5, è utile spostare contemporaneamente lo stadio del campione nella direzione +X per facilitare la delaminazione del fiocco privo di residui. Una regione priva di residui può essere utilizzata per ottenere ripetutamente singole scaglie. Inoltre, la restante regione priva di residui funge da timbro privo di residui utilizzato per la manipolazione delle scaglie.

4. Principi di manipolazione del target flake: processi di prelievo e rilascio

  1. Prelevare la scaglia bersaglio utilizzando il timbro senza residui.
    1. Allineare il timbro senza residui con la scaglia bersaglio regolando il manipolatore del timbro.
    2. Entrare in contatto con un'area parziale della scaglia bersaglio con il timbro privo di residui spostando il manipolatore del timbro nella direzione -Z (Figura 4A).
    3. Sollevare la scaglia bersaglio con il timbro senza residui regolando attentamente il timbro nella direzione +Z Figura 4B).
      NOTA: L'energia di adesione vdW tra i materiali 2D è maggiore di quella tra il SiO2 e i materiali 2D, consentendo il processo di prelievo.
  2. Rilasciare la scaglia di destinazione su un substrato.
    1. Posizionare un substrato pulito sul tavolino di filtraggio.
    2. Allineare la scaglia prelevata alla posizione target regolando il manipolatore del timbro.
    3. Toccare saldamente l'intera area della scaglia target con il substrato regolando il manipolatore del timbro nella direzione -Z (Figura 4C).
      NOTA: Assicurarsi che il contatto sia sufficiente con la regione priva di residui del timbro, mentre l'area del nastro rimane intatta per evitare la formazione di residui non necessari.
    4. Posare la scaglia bersaglio dal timbro senza residui regolando il manipolatore del timbro nella direzione +X Figura 4D).
      NOTA: Il processo di rilascio impiega il movimento nella direzione -X per applicare una forza di taglio all'interfaccia vdW tra i materiali 2D, con conseguente superlubrificazione. Inoltre, lo spostamento simultaneo dello stadio del campione nella direzione -X facilita un'esecuzione più fluida del processo di rilascio.

5. Fabbricazione di assemblaggi di eterostruttura vdW privi di residui

NOTA: Tutti i processi di prelievo e rilascio vengono eseguiti come descritto nella Sezione 4 utilizzando il timbro senza residui MoS2 . Vengono utilizzati cristalli sintetici di MoS2 (crescita della zona di flusso) e cristalli di h-BN (crescita cellulare dell'incudine ad alta pressione).

  1. Eseguire il passaggio 3 per ottenere le singole scaglie di MoS2 e h-BN richieste, nonché il timbro senza residui.
    NOTA: Tutte le singole scaglie sono posizionate intenzionalmente vicino al substrato per la visualizzazione nel Video 4.
  2. Assemblare l'eterostruttura h-BN/MoS2/h-BN attraverso un processo di impilamento dal basso verso l'alto, denominato Etero A (Video 4).
    1. Prelevare il fiocco di MoS2 con il timbro senza residui MoS2 .
      NOTA: L'energia di adesione vdW tra i materiali 2D è maggiore di quella tra SiO2 e i materiali 2D, consentendo la combinazione di successo del fiocco target e del timbro privo di residui con qualsiasi accoppiamento di h-BN e MoS2.
    2. Rilasciarlo sulla scaglia di h-BN, assemblando così la struttura MoS2/h-BN.
      NOTA: Se una parte dello strato superiore è a contatto con il substrato SiO2 durante l'assemblaggio, è possibile ottenere un rilascio più stabile. Al contrario, se lo strato superiore non può entrare in contatto con il substrato, può verificarsi anche una superlubrificazione tra lo strato superiore e quello inferiore. In questo contesto, è essenziale ridurre al minimo l'area di sovrapposizione tra il timbro privo di residui e la scaglia bersaglio durante il processo di prelievo per garantire un rilascio efficace.
    3. Raccogliere un altro fiocco di h-BN e rilasciarlo sulla struttura MoS2/h-BN (Figura 5).
  3. Assemblare l'eterostruttura h-BN/MoS2/h-BN attraverso un processo di impilamento top-down, denominato Hetero B (Video 5).
    1. Prelevare il fiocco di h-BN utilizzando il timbro senza residui MoS2 .
    2. Utilizzare il fiocco di h-BN raccolto per coprire il fiocco di MoS2 , quindi raccogliere il fiocco di MoS2 con il fiocco di h-BN già raccolto, formando una struttura h-BN/MoS2 .
    3. Rilasciare la struttura combinata su un altro fiocco di h-BN (Figura 6).
      NOTA: Per facilitare il successivo processo di impilamento modulare, uno strato dell'eterostruttura è stato intenzionalmente progettato per avere un'area sufficientemente ampia per il processo di prelievo.
  4. Assemblare Hetero A e Hetero B come eterostruttura a sei strati attraverso un processo di impilamento modulare (Video 6).
    1. Prelevare l'intero Hetero B utilizzando il timbro senza residui.
    2. Rilasciare l'Hetero B sull'Hetero A.
      NOTA: La combinazione di due eterostrutture porta allo smontaggio a causa del contatto tra loro. Pertanto, si consiglia di eseguire il processo di rilascio in un unico tentativo. Inoltre, lo spostamento dello stadio del campione nella direzione -X migliora le prestazioni del processo di impilamento modulare.

6. Tecnica di spremitura della punta AFM

NOTA: Questa tecnica è un processo opzionale progettato per migliorare l'assemblaggio e funge da metodo di post-elaborazione per rimuovere le bolle o la contaminazione formata nell'eterointerfaccia.

  1. Equipaggiare una punta in silicone con un'elevata costante della molla.
    NOTA: La punta senza contatto è adatta per il processo di spremitura.
  2. Caricare il campione sullo stadio AFM.
  3. Impostare una forza applicata appropriata a una velocità di scansione di 1 Hz e un guadagno del servo Z di 1. Si consiglia di aumentare gradualmente la forza, iniziando con un valore basso (ad esempio, tra 5 nN e 2000 nN).
  4. Aumentare gradualmente la forza applicata da 30 nN a 1000 nN durante il processo di spremitura. Regolare il campo di scansione in modo da coprire l'intera eterointerfaccia, estendendosi fino ai bordi di ciascuna scaglia, per garantire la completa rimozione delle bolle.
    NOTA: La forza ottimale per il processo di spremitura varia a seconda dello spessore del campione e delle condizioni dell'interfaccia.

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Risultati

Il protocollo qui descritto produce singoli fiocchi privi di residui e assemblaggi di eterostrutture complesse utilizzando esclusivamente interazioni vdW. Nello studio precedente, sono state condotte caratterizzazioni complete della morfologia superficiale, della composizione chimica e delle proprietà elettriche dei fiocchi di MoS2 privi di residui22. Come mostrato nella Figura 7, l'HR-TEM è stato impiegato per esaminare la ...

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Discussione

L'utilizzo delle interazioni vdW e il controllo della direzione delle forze applicate all'interfaccia vdW consentono l'assemblaggio di strutture che vanno da singole scaglie prive di residui a eterostrutture. A differenza di altri approcci, questo metodo elimina la necessità di infrastrutture complesse, processi di fabbricazione rigorosi e variabili sperimentali come l'esposizione a polimeri, solventi o variazioni di temperatura23,24

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Questa ricerca è stata supportata dalla sovvenzione della National Research Foundation (NRF) of Korea finanziata dal governo coreano (Ministero della Scienza e delle ICT) (RS-2022-NR070247 e RS-2023-00218908) e dalla sovvenzione GIST-MIT Research Collaboration finanziata dal GIST.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Microscopio a forza atomicaSistemi di parchiXE-100
Microscopio Raman confocaleHoribaLabRAM HR Evolution
Modalità contatto Punta AFM NanosensoriPPP-CONTSCRPer la misurazione in modalità contatto, costante della molla: 0,2 N/m 
Macchina fotografica digitaleSONYE3ISPM06300KPB
Nastro biadesivo KaptonDaehyun STST-930HPer fissare il nastro monoadesivo al vetrino
cristallo h-BNSemiconduttori 2DBLK-hBNCrescita cellulare dell'incudine ad alta pressione
MoS2 cristalloSemiconduttori 2DBLK-MoS2-SYNCristallo sintetico, crescita della zona di flusso
Suggerimento AFM in modalità senza contattoNanosensoriPPP-NCHRPer nano spremitura, alta costante della molla: 42 N/m
Microscopio otticoOLIMPOBX51
Sistema al plasma FemtoscienzaCARINO-1MP/RPer il trattamento al plasma di ossigeno
Nastro monoadesivoNitto DenkoRevalpha RA-98LS(N)Nastro ad alta rigidità
UltrasuoniBranson5510E-DTH

Riferimenti

  1. Piacentini, A., et al. Stable Al2O3 encapsulation of MoS2-FETs enabled by CVD grown h-BN. Adv Electron Mater. 8 (9), 2200123(2022).
  2. Wu, Y., et al. scaled graphene transistors on diamond-like carbon. Nature. 472 (7341), 74-78 (2011).
  3. Zhang, S., et al. Memristors based on two-dimensional h-BN materials: synthesis, mechanism, optimization and application. NPJ 2D Mater Appl. 8 (1), 81(2024).
  4. Xia, F., Mueller, T., Lin, Y., Valdes-Garcia, A., Avouris, P. Ultrafast graphene photodetector. Nat Nanotechnol. 4 (12), 839-843 (2009).
  5. Lopez-Sanchez, O., Lembke, D., Kayci, M., Radenovic, A., Kis, A. Ultrasensitive photodetectors based on monolayer MoS2. Nat Nanotechnol. 8 (7), 497-501 (2013).
  6. Yan, Z., Liu, G., Khan, J. M., Balandin, A. A. Graphene quilts for thermal management of high-power GaN transistors. Nat Commun. 3 (1), 827(2012).
  7. Acerce, M., Voiry, D., Chhowalla, M. Metallic 1T phase MoS2 nanosheets as supercapacitor electrode materials. Nat Nanotechnol. 10 (4), 313-318 (2015).
  8. He, Q., et al. Fabrication of flexible MoS2 thin-film transistor arrays for practical gas-sensing applications. Small. 8 (19), 2994-2999 (2012).
  9. Geim, A. K., Grigorieva, I. Van der Waals heterostructures. Nature. 499 (7459), 419-425 (2013).
  10. Bellus, M. Z., et al. Type-I van der Waals heterostructure formed by MoS2 and ReS2 monolayers. Nanoscale Horiz. 2 (1), 31-36 (2017).
  11. Hong, X., et al. Ultrafast charge transfer in atomically thin MoS2/WS2 heterostructures. Nat Nanotechnol. 9 (9), 682-686 (2014).
  12. Yan, R., et al. Esaki diodes in van der Waals heterojunctions with broken-gap energy band alignment. Nano Lett. 15 (9), 5791-5798 (2015).
  13. Withers, F., et al. Light-emitting diodes by band-structure engineering in van der Waals heterostructures. Nat Mater. 14 (3), 301-306 (2015).
  14. Dong, W., Dai, Z., Liu, L., Zhang, Z. Toward clean 2D materials and devices: Recent progress in transfer and cleaning methods. Adv Mater. 36 (22), 2303014(2024).
  15. Liu, H., Zhao, J., Ly, T. H. Clean transfer of two-dimensional materials: A comprehensive review. ACS Nano. 18 (18), 11573-11597 (2024).
  16. Pettes, M. T., Jo, I., Yao, Z., Shi, L. Influence of polymeric residue on the thermal conductivity of suspended bilayer graphene. Nano Lett. 11 (3), 1195-1200 (2011).
  17. Mondal, A., et al. Low Ohmic contact resistance and high on/off ratio in transition metal dichalcogenides field-effect transistors via residue-free transfer. Nat Nanotechnol. 19 (1), 34-43 (2024).
  18. Wang, L., et al. One-dimensional electrical contact to a two-dimensional material. Science. 342 (6158), 614-617 (2013).
  19. Wen, S., et al. Contamination-free assembly of two-dimensional van der Waals heterostructures toward high-performance electronics and optoelectronics. Appl Mater Today. 43, 102657(2025).
  20. Pizzocchero, F., et al. The hot pick-up technique for batch assembly of van der Waals heterostructures. Nat Commun. 7 (1), 11894(2016).
  21. Wang, W., et al. Clean assembly of van der Waals heterostructures using silicon nitride membranes. Nat Electron. 6 (12), 981-990 (2023).
  22. Lee, M., et al. Residue-free fabrication of 2D materials using van der Waals interactions. Adv Mater. 37 (21), 2418669(2025).
  23. Lee, G. -H., et al. Flexible and transparent MoS2 field-effect transistors on hexagonal boron nitride-graphene heterostructures. ACS Nano. 7 (9), 7931-7936 (2013).
  24. Lee, G. -H., et al. Highly stable, dual-gated MoS2 transistors encapsulated by hexagonal boron nitride with gate-controllable contact, resistance, and threshold voltage. ACS Nano. 9 (7), 7019-7026 (2015).
  25. Rokni, H., Lu, W. Direct measurements of interfacial adhesion in 2D materials and van der Waals heterostructures in ambient air. Nat Commun. 11 (1), 5607(2020).
  26. Eda, G., et al. Photoluminescence from chemically exfoliated MoS2. Nano Lett. 11 (12), 5111-5116 (2011).
  27. Ma, Z., et al. Control of hexagonal boron nitride dielectric thickness by single-layer etching. J Mater Chem C. 7 (21), 6273-6278 (2019).
  28. Peimyoo, N., et al. Laser-writable high-k dielectric for van der Waals nanoelectronics. Sci Adv. 5 (1), eaau0906(2019).
  29. Liang, J., et al. Impact of post-lithography polymer residue on the electrical characteristics of MoS2 and WSe2 field effect transistors. Adv Mater Interfaces. 6 (3), 1801321(2019).
  30. Xiao, S., et al. Atomic-layer soft plasma etching of MoS2. Sci Rep. 6, 19945(2016).
  31. Koperski, M., Vaclavkova, D., Watanabe, K., Taniguchi, T., Novoselov, K. S., Potemski, M. Midgap radiative centers in carbon-enriched hexagonal boron nitride. Proc Natl Acad Sci. 117 (24), 13214-13219 (2020).
  32. Li, H., et al. From bulk to monolayer MoS2: Evolution of Raman scattering. Adv Funct Mater. 22 (7), 1385-1390 (2012).
  33. Bampoulis, P., Teernstra, V. J., Lohse, D., Zandvliet, H. J. W., Poelsema, B. Hydrophobic Ice Confined between Graphene and MoS2. J Phys Chem C. 120 (47), 27079-27084 (2016).
  34. Ghorbanfekr-Kalashami, H., Vasu, K. S., Nair, R. R., Peeters, F. M., Neek-Amal, M. Dependence of the shape of graphene nanobubbles on trapped substance. Nat Commun. 8 (1), 15844(2017).
  35. Haigh, S. J., et al. Cross-sectional imaging of individual layers and buried interfaces of graphene-based heterostructures and superlattices. Nat Mater. 11 (9), 764-767 (2012).
  36. Purdie, D. G., Pugno, N. M., Taniguchi, T., Watanabe, K., Ferrari, A. C., Lombardo, A. Cleaning interfaces in layered materials heterostructures. Nat Commun. 9 (1), 5387(2018).
  37. Rosenberger, M. R., et al. Nano-"Squeegee" for the creation of clean 2D material interfaces. ACS Appl Mater Interfaces. 10 (12), 10379-10387 (2018).
  38. Hanbicki, A. T., et al. Double indirect interlayer exciton in a MoSe2/WSe2 van der Waals heterostructure. ACS Nano. 12 (5), 4719-4726 (2018).
  39. Liu, Y., et al. Interlayer friction and superlubricity in single-crystalline contact enabled by two-dimensional flake-wrapped atomic force microscope tips. ACS Nano. 12 (8), 7638-7646 (2018).
  40. Li, H., et al. Superlubricity between MoS2 monolayers. Adv Mater. 29 (27), 1701474(2017).
  41. Tian, J., et al. Tribo-Induced interfacial material transfer of an atomic force microscopy probe assisting superlubricity in a WS2/graphene heterojunction. ACS Appl Mater Interfaces. 12 (3), 4031-4040 (2020).
  42. Liang, D., et al. First-principles study of superlubricity of two-dimensional graphene/WS2 heterostructures. Tribol Lett. 73 (1), 1-9 (2025).
  43. Li, H., et al. Superlubricity of molybdenum disulfide film. Surf Sci Technol. 1 (1), 27(2023).

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