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北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经开发出一种新方法，将只有一个原子厚的半导体薄膜转移到任意的基片上，为柔性计算或光子器件铺平了道路。该技术比现有方法快得多，可以完美地将原子尺度的薄膜从一个衬底转移到另一个衬底，而不会造成任何裂缝。
争论的焦点是硫化钼(MoS)2只有一个原子厚的薄膜，最早由曹林友博士开发她是北卡罗来纳州立大学材料科学与工程助理教授。金属氧化物半导体2是一种廉价的半导体材料，具有与半导体工业中已经使用的材料类似的电子和光学性质。
“最终目标是使用这些原子层半导体薄膜创建设备,非常灵活,但要做到这一点,我们需要转移衬底的薄膜用于制造柔性衬底上,“曹说,他是资深作者的一篇论文新的传输技术。“你不能在柔性衬底上制作薄膜，因为柔性衬底无法承受制作薄膜所需的高温。”
曹的团队制作MoS2一个原子厚，直径可达5厘米的薄膜。研究人员需要找到一种方法来移动这种薄膜，而不使其起皱或开裂，这是一项挑战，因为这种薄膜极其精细。
曹说:“从这个角度来看，一个5厘米宽的原子厚薄膜相当于一张大城市宽的纸。”“我们的目标是将这张又大又薄的纸从一个城市转移到另一个城市，而不会造成任何损坏或皱纹。”
现有的从衬底转移这种薄膜的技术依赖于一种叫做化学蚀刻的过程，但是在这个过程中所涉及的化学物质会损坏或污染薄膜。曹的团队开发了一种利用金属氧化物的技术2只需使用室温的水、一张纸巾和一把镊子，就可以转移薄膜。
金属氧化物半导体2是疏水的——它排斥水。但是在蓝宝石衬底上生长的薄膜是亲水的——它会吸水。曹的新转移技术是在薄膜上滴一滴水，然后用镊子或手术刀戳膜的边缘，这样水就可以渗透到MoS之间2和蓝宝石。一旦它开始渗透，水就会推入空隙，使薄膜漂浮在上面。研究人员使用纸巾来吸收水分，然后用镊子将薄膜抬起，并将其放置在柔软的衬底上。整个过程只需要几分钟。化学蚀刻需要几个小时。
曹说:“水破坏了基材和薄膜之间的附着力，但在移动薄膜之前去除水是很重要的。”否则，当你拿起薄膜时，毛细管作用会使薄膜弯曲或折叠。
“这种新的转移技术让我们离使用MoS又近了一步2创造灵活的电脑，”曹补充道。“我们目前正在开发使用这种技术的设备。”
“刚刚接受”的论文版本，表面能量辅助的厘米级单分子膜和少分子膜的完美转移2在任意基片上的薄膜，于10月27日在网上发表ACS Nano．这篇论文的主要作者是北卡罗来纳州立大学的博士生Alper Gurarslan。合著者包括北卡罗来纳州立大学博士研究生Yifei Yu, Yiling Yu, Francisco Suarez和Shanshan Yao;朱勇博士，北卡州立大学材料与航天工程副教授;Mehmet Ozturk博士，北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程教授;北卡罗来纳大学夏洛特分校的苏丽琴博士和张勇博士。这项研究由美国陆军研究办公室和美国国家科学基金会资助，资助号分别为W911NF-13-1-0201和DMR-1352028。
希普曼-
编辑:研究摘要如下。
“表面能量辅助的厘米级单分子层和少层MoS的完美转移2在任意基片上的薄膜”
作者: Alper Gurarslan, Yifei Yu, Yiling Yu, Francisco Suarez, Shanshan Yao, Yong Zhu, Mehmet Ozturk, Linyou Cao，北卡罗来纳州立大学;北卡罗来纳大学夏洛特分校(University of North Carolina at Charlotte)的苏丽琴(Liqin Su)和张勇(Yong Zhang)说
发表: 10月27日,ACS Nano
DOI: 10.1021 / nn5057673
文摘:合成的二维金属氧化物半导体的转移2电影是基础研究和应用研究的重要组成部分。然而，将石墨烯的成熟转移过程转化为金属氧化物是有问题的2由于不同的生长机理和表面性质。在这里，我们展示了一种表面能量辅助的过程，可以完美地转移厘米级的单分子层和少层MoS2从原始生长的基材到任意基材的薄膜，没有可观察到的皱纹，裂缝，和聚合物残留。在这个过程中使用的独特策略包括利用水在疏水MoS之间的渗透2薄膜和亲水性生长底物剥离薄膜，剥离后干燥转移薄膜。这与先前合成MoS的转移过程形成了鲜明的对比2薄膜，探索用热基溶液刻蚀生长衬底以剥离薄膜。我们的转移过程可以有效地消除气泡产生的机械力，化学腐蚀剂的侵蚀，以及在转移膜到溶液外时产生的毛细力，这是上次转移不理想的主要原因。我们的转移过程也得益于使用聚苯乙烯(PS)，而不是之前广泛使用的PMMA作为载体聚合物。PS能与MoS形成更亲密的相互作用2在转移过程中保持膜的完整性是很重要的。这种表面能量辅助的方法一般适用于其他二维材料的转移，如WS2．
伟大的工作-超级突破-祝贺你。