Нова технологія виготовлення 2D-металів: прорив у електроніці

Вчені з Китайської академії наук представили революційну технологію отримання 2D-металів, яка може суттєво змінити світ електроніки. Заснована на давніх методах обробки металів, нова методика, названа стисненням Ван-дер-Ваальса, дозволяє виготовляти ультратонкі металеві листи з низькотемпературних металів, які за своїми властивостями перевищують знайомі об’єми матеріалів.

2D-матеріали, такі як графен, вже довели свою цінність завдяки унікальним механічним і електричним властивостям. Проте виготовлення 2D-металів залишалося проблематичним, оскільки металеві матеріали не мають слоістої структури, що ускладнює процес їхнього розподілу у атомарно-тонких формах. Попередні спроби виділення 2D-форм висловлювалися у створенні нестабільних наночасток, які піддавалися окисленню при контакті з повітрям.

В основі нової технології лежить принцип ковки: вчені «кують» металеві листи, нагріваючи їх між наковальнями з сапфіру, покритими сульфідом молібдену. Використовуючи цю методику, дослідники змогли отримати атомарно тонкі листи, товщина яких не перевищує одного атома, а ширина складає близько 100-200 мікрометрів.

З метою перевірки електричних властивостей нових «атомних сендвічів», експерименти проводилися при низьких температурах, що дозволило відокремити вплив MoS2 від самих металів. Результати показали, що електропровідність ультратонкого висмуту в десять разів перевищує провідність його об’ємного аналога, що відкриває нові горизонти для використання в мікроелектроніці.

Після отримання позитивних результатів, вчені тепер стикаються з новими викликами – необхідно забезпечити стійкість 2D-металів при високих температурах, які потрібні для виробництва електронних компонентів. Експерт з електротехніки Ерік Поп з Стенфордського університету зазначив, що, попри усі труднощі, перспектива існування металів у такому форм-факторі є захоплюючою.

Наразі дослідники спрямовані на удосконалення технології для металів з високими температурами плавлення, такими як олово, свинець та індій. З погляду аналізу ринку, 2D-матеріали мають потенціал для значного зростання, і, за прогнозами аналітиків, можуть стати основою нових поколінь електроніки, які поліпшать ефективність та зменшать енергоспоживання.

Отже, наукова спільнота продовжує дослідження в цій перспективній галузі, відкриваючи для нас нові можливості на стику nano- та мікротехнологій. Продовження цих досліджень може призвести до створення інноваційних рішень, які змінять наше сприйняття електроніки та її функціонування.