Des chercheurs de l'Université d'Exeter ont développé une méthode de production pionnière pour les dispositifs à hétérostructure, à base de matériaux 2D tels que le graphène.

La nouvelle étude, Publié dans Communication Nature , se concentre sur une méthode de production, basé sur l'abrasion mécanique, où des structures multicouches sont formées par abrasion directe de différentes poudres de matériaux Van der Waals directement les unes sur les autres.

La nouvelle technique a vu émerger des hétérointerfaces nettes pour certaines combinaisons d'hétérostructures. Les résultats ouvrent la voie à l'ouverture d'une large gamme de dispositifs basés sur l'hétérointerface.

Pour démontrer l'applicabilité de cette méthode, les chercheurs ont démontré une multitude de dispositifs fonctionnels différents tels que des résistances, condensateurs, transistor, diodes et photovoltaïques.

Le travail a également démontré l'utilisation de ces films pour des applications énergétiques telles que dans des dispositifs de nanogénérateur triboélectrique et comme catalyseur dans la réaction de dégagement d'hydrogène.

Darren Nutting, de l'Université d'Exeter et co-auteur de l'étude a déclaré :« La méthode de production est vraiment simple, vous pouvez passer d'un substrat nu à un dispositif d'hétérostructure fonctionnel en 10 minutes environ.

« Tout cela sans avoir besoin de conditions de croissance complexes, 20 heures d'ultrasons ou de production en phase liquide désordonnée.

"La méthode est applicable à tout cristal de matériau 2-D, et peut facilement être automatisé pour produire des hétérostructures de taille et de complexité arbitraires. Cela permet la production d'une pléthore de possibilités d'appareils avec des performances supérieures à celles créées à l'aide de méthodes plus complexes."

Dr Freddie Withers, également de l'Université d'Exeter et l'auteur principal a ajouté :« L'aspect le plus intéressant et le plus surprenant de ce travail est que des hétérointerfaces bien définies peuvent être réalisées par abrasion directe, ce à quoi nous nous attendions initialement conduirait à un mélange de matériaux lors de l'abrasion directe couche par couche. Cette observation permet de réaliser un grand nombre de dispositifs différents grâce à un procédé de fabrication extrêmement simple et peu coûteux.

« Nous avons également constaté que les performances de nos matériaux surpassent de manière significative les performances des technologies de production de matériaux 2-D évolutives compétitives. Nous pensons que cela est dû à des tailles de cristallites plus grandes et à des interfaces de cristallites plus propres dans nos films. Compte tenu du développement rudimentaire du processus abrasif ainsi loin, il sera intéressant de voir jusqu'où nous pouvons pousser les niveaux de performance."

Hétérostructures formées par des matériaux abrasés de van der Waals est publié dans Communication Nature .