研究者は市販の 2 つのツールを使用して 2D マテリアルをパターン化します

ドイツ連邦軍ミュンヘン大学およびSENS研究センターとKTH王立工科大学の研究者らは最近、二セレン化プラチナ（PtSe2）、二硫化モリブデン（MoS2）、グラフェン層を高い処理速度でナノスケールの精度で非接触かつレジストフリーでパターニングすることを実証した。周囲の素材の完全性を維持しながら。

研究チームは、市販の既製の 2 光子 3D プリンタを使用して、最大書き込み速度 50 mm/s で 100 nm までのフィーチャーを持つパターンを 2D 材料に直接書き込みました。

光リソグラフィーやレーザー干渉リソグラフィーなどの従来の方法では、2D 材料を保護レジスト マスクでコーティングする必要があり、エッチング中に 2D 材料の特定の領域のみを露出させることができます。 ただし、フォトレジストのコーティング、現像、除去のプロセスにより、2D マテリアルが損傷する可能性があります。 この研究で紹介された技術はマスキング層を必要としないため、基板の汚染や損傷を回避できます。

この研究では、チームは 200 μm × 200 μm の基板領域から 2D 材料の連続膜を 3 秒未満で除去することに成功しました。 2 光子 3D プリンタは研究室や産業施設でますます利用可能になってきているため、科学者たちは、この方法によりさまざまな研究分野で 2D 材料に基づくデバイスの迅速なプロトタイピングが可能になると期待しています。

「クリーンルームの外で 2D 材料を扱う方法を提供することで、このエキサイティングな研究分野に取り組むハードルが下がります」と、この研究の筆頭著者の 1 人であるアレッサンドロ エンリコ氏は述べています。彼はかつてマイクロ・ナノシステム部門 (MST) で働いていました。 KTHで修士号を取得し、最近イタリアのパヴィア大学に転勤しました。 「このアプローチには、従来のリソグラフィープロセスに比べて他の利点もあります。それは、材料がコーティングと溶剤洗浄の複数のステップによって損傷したり汚染されたりしないことです。 化学薬品を使用しないということは、2D 材料の研究と製造において、より環境に優しいアプローチを意味します」と研究者は付け加えました。

次のステップは、この方法と浮遊 2D 材料膜の適合性を調査し、ガラス基板を他の機能的な基板に置き換えることです。

このプロジェクトは、グラフェン フラッグシップおよびグラフェン フラッグシップ パートナーシップ プロジェクト FLAG-ERA JTC 2019 2D-NEMS の枠組みの中で行われ、グラフェン フラッグシップのセンサー ワーク パッケージと連携しています。