近日,中國科學院上海微系統與信息技術研究所信息功能材料國家重點實驗室SOI材料課題組在柔性Si/Ge納米帶確定性組裝方面獲得新進展。課題組提出了“邊緣-剪切轉移”(Edge-Cutting Transfer)技術,成功地實現了柔性Si/Ge納米帶在柔性基底上的可控轉移及確定性組裝。相關研究成果以Deterministic Assembly of Flexible Si/Ge Nanoribbons via Edge-Cutting Transfer and Printing for van der Waals Heterojunctions 為題作為封面文章(Front Cover)發表在Small 2015年第33期上。該研究工作還引起了Materials Views China 的關注和追蹤報道。
在柔性電子技術實現過程中,需將傳統剛性襯底上的功能材料轉移至柔性基底。然而,在材料轉移過程中,相關材料往往會出現陣列的排列次序混亂、偏移等問題,給后續柔性電子器件的制造帶來挑戰。上海微系統所SOI材料課題組針對材料轉移過程中的問題,以Si/Ge納米薄膜為例,提出了一種簡易、可控的技術手段,即“邊緣-剪切轉移”技術。該技術以圖形化SOI/GOI作為源材料,采用HF酸溶液對埋氧層進行腐蝕制備出懸空的Si/Ge納米帶,并通過調節腐蝕時間控制懸空納米帶的寬度;在此基礎上,利用埋氧層腐蝕邊界對懸空Si/Ge納米帶的固定作用來保持原有圖形化時的排列次序,從而成功制備出與它排列次序完全一致的柔性Si/Ge納米帶,實現了Si/Ge納米帶在柔性基底上的確定性組裝。
該工作中采用的柔性Si/Ge納米薄膜具有出眾的電學、光學、熱電、光電等物理學性質和優異的機械柔性,是當今無機柔性電子技術領域中重要功能材料之一;該工作中所提出的“邊緣-剪切轉移”技術可以簡便、可控地將柔性無機單晶納米薄膜應用于柔性電子技術,同時有望與卷對卷(roll-to-roll)工藝結合拓展于規模生產。
該工作得到國家自然科學基金委創新研究群體、優秀青年基金、中國科學院高遷移率材料創新研究團隊等相關研究計劃支持。
在柔性電子技術實現過程中,需將傳統剛性襯底上的功能材料轉移至柔性基底。然而,在材料轉移過程中,相關材料往往會出現陣列的排列次序混亂、偏移等問題,給后續柔性電子器件的制造帶來挑戰。上海微系統所SOI材料課題組針對材料轉移過程中的問題,以Si/Ge納米薄膜為例,提出了一種簡易、可控的技術手段,即“邊緣-剪切轉移”技術。該技術以圖形化SOI/GOI作為源材料,采用HF酸溶液對埋氧層進行腐蝕制備出懸空的Si/Ge納米帶,并通過調節腐蝕時間控制懸空納米帶的寬度;在此基礎上,利用埋氧層腐蝕邊界對懸空Si/Ge納米帶的固定作用來保持原有圖形化時的排列次序,從而成功制備出與它排列次序完全一致的柔性Si/Ge納米帶,實現了Si/Ge納米帶在柔性基底上的確定性組裝。
該工作中采用的柔性Si/Ge納米薄膜具有出眾的電學、光學、熱電、光電等物理學性質和優異的機械柔性,是當今無機柔性電子技術領域中重要功能材料之一;該工作中所提出的“邊緣-剪切轉移”技術可以簡便、可控地將柔性無機單晶納米薄膜應用于柔性電子技術,同時有望與卷對卷(roll-to-roll)工藝結合拓展于規模生產。
該工作得到國家自然科學基金委創新研究群體、優秀青年基金、中國科學院高遷移率材料創新研究團隊等相關研究計劃支持。
Small封面(左)及研究論文的部分實驗結果(右)