(1-1) Dr Kwang-Seop Kim et son équipe de recherche au Département de nano-mécanique, KIMM, ont réussi à développer la technique de transfert sans dommage à base de rouleaux pour les nanomatériaux 2D (graphène monocouche).(1-2) Le Dr Kwang-Seop Kim et son équipe de recherche au Département de nano-mécanique, KIMM, ont révélé un mécanisme d'endommagement du processus de transfert à base de rouleaux pour les nanomatériaux 2D. Si la couche adhésive est trop fine, les nanomatériaux 2D sont endommagés par l'instabilité de l'adhérence ; et si la couche adhésive est trop épaisse, la pression de contact pendant le processus de transfert provoque une déformation excessive, causant des dommages aux matériaux.(1-3) Le Dr Kwang-Seop Kim et son équipe de recherche au Département de nano-mécanique, KIMM, ont réussi à concevoir un film de transfert avec une couche adhésive d'épaisseur optimale, et l'a appliqué au processus de transfert à base de rouleaux pour transférer avec succès un nanomatériau 2D (graphène monocouche) sur le substrat souhaité sans dommage. (1-4) Un graphique montrant la qualité de résistance de la feuille d'électrodes transparentes à base de nanomatériau 2D (graphène monocouche), produit par la technique de transfert à base de rouleaux. Plus la résistance de la feuille est faible, mieux il conduit l'électricité vers l'électrode transparente (graphène monocouche); et plus la qualité de résistance de la feuille est uniforme, mieux on peut fabriquer une électrode transparente à grande échelle. Lorsque la couche adhésive est mince, la résistance de la feuille est extrêmement élevée à 1130 Ohm/sq., et la qualité de résistance de feuille n'est pas uniforme. Lorsque la couche adhésive est épaisse, la résistance de la feuille est de 563 Ohm/sq., et la qualité de résistance de feuille est à nouveau non uniforme. Lors de l'utilisation du film de transfert conçu pour avoir une couche adhésive d'une épaisseur optimale, la résistance de feuille est très faible à 235 Ohm/sq., et la qualité de résistance de feuille est uniforme. Crédit :Institut coréen des machines et des matériaux (KIMM)
L'Institut coréen des machines et des matériaux (KIMM) relevant du ministère des Sciences et des TIC a développé une technique de transfert sans dommage à base de rouleaux qui permet aux nanomatériaux bidimensionnels (2D) d'être transférés à l'échelle de la plaquette sans dommage. La technique proposée a une variété d'applications allant des écrans transparents et des semi-conducteurs aux écrans pour voitures autonomes, et devrait accélérer la commercialisation de dispositifs hautes performances basés sur des nanomatériaux 2D.
Dr Kwang-Seop Kim, chercheur principal du département de nano-mécanique du KIMM, a réussi à développer une technique de transfert de nanomatériaux 2D, aussi mince que 1/50, 000 d'une mèche de cheveux, à un substrat d'au moins 4 pouces (environ 10 cm) sans dommage.
Le transfert à base de rouleaux est un processus dans lequel des nanomatériaux 2D sur un film de transfert sont transférés sur un substrat souhaité. C'est une technique très efficace qui permet un transfert continu sur de grandes surfaces de nanomatériaux, similaire à l'impression sur papier.
Le processus de transfert implique des nanomatériaux sur un film de transfert (A) et un substrat cible (B). En transfert de rouleau, les nanomatériaux sont transférés à B lorsque A est roulé sur B. Ceci est similaire au processus de transfert d'un tatouage sur la peau à l'aide d'un autocollant de tatouage. L'autocollant joue le rôle du film de transfert, le tatouage représente les nanomatériaux 2D, et la peau est le substrat.
Le point clé de la technique proposée est d'identifier deux types différents de mécanismes d'endommagement en relation avec la déformation de la couche adhésive dans le film de transfert par le biais de simulations informatiques et d'expériences. L'équipe optimise l'épaisseur de la couche adhésive pour minimiser la déformation de la couche adhésive lors du processus de transfert, menant à un transfert sans dommage de nanomatériaux 2D de grande surface.
La plaquette produite par le Dr Kwang-Seop Kim et son équipe de recherche au Département de nano-mécanique, KIMM, en utilisant la technique de transfert sans dommage à base de rouleaux pour les nanomatériaux 2D. Crédit :Institut coréen des machines et des matériaux (KIMM)
L'équipe a découvert le principe du transfert sans dommage d'un tatouage extrêmement fin sur la peau en optimisant l'autocollant de tatouage.
La technique peut être utilisée dans le processus de transfert à base de rouleaux pour la production d'écrans transparents flexibles à base de nanomatériaux 2D et de semi-conducteurs transparents, réduire les dommages dans les nanomatériaux 2D à 1% par rapport aux 30% existants.
Le chercheur principal Kwang-Seop Kim a déclaré :"Notre technique de transfert de nanomatériaux et de micro-dispositifs 2D de grande surface sans endommager les substrats réduira considérablement les coûts de fabrication des dispositifs portables, écrans transparents flexibles, et des capteurs bio/énergétiques haute performance, accélérant ainsi la commercialisation des applications connexes. Nous nous attendons également à voir de nouvelles entreprises dans tous les secteurs, des semi-conducteurs de nouvelle génération aux futurs véhicules. »
