I ricercatori dell'Università di Exeter hanno sviluppato un metodo di produzione pionieristico per dispositivi eterostrutturali, basato su materiali 2-D come il grafene.

Il nuovo studio, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , si concentra su un metodo di produzione, basata sull'abrasione meccanica, dove le strutture multistrato si formano attraverso l'abrasione diretta di diverse polveri di materiale Van der Waals direttamente l'una sull'altra.

La nuova tecnica ha visto emergere nitide eterointerfacce per alcune combinazioni di eterostrutture. I risultati aprono la strada all'apertura di un'ampia gamma di dispositivi basati su eterointerfaccia.

Per dimostrare l'applicabilità di questo metodo, i ricercatori hanno dimostrato una moltitudine di diversi dispositivi funzionali come resistori, condensatori, transistor, diodi e fotovoltaico.

Il lavoro ha anche dimostrato l'uso di questi film per applicazioni energetiche come nei dispositivi di nanogeneratori triboelettrici e come catalizzatore nella reazione di evoluzione dell'idrogeno.

Darren Nutting, dell'Università di Exeter e coautore dello studio ha dichiarato:"Il metodo di produzione è davvero semplice, si può passare dal substrato nudo al dispositivo con eterostruttura funzionale in circa 10 minuti.

"Tutto questo senza la necessità di condizioni di crescita complesse, 20 ore di ultra-sonicazione o produzione disordinata in fase liquida.

"Il metodo è applicabile a qualsiasi cristallo materiale 2-D, e può essere facilmente automatizzato per produrre eterostrutture di dimensioni e complessità arbitrarie. Ciò consente la produzione di una miriade di possibilità di dispositivi con prestazioni superiori a quelle create utilizzando metodi più complessi."

Dottor Freddie Withers, anche dall'Università di Exeter e autore principale ha aggiunto:"L'aspetto più interessante e sorprendente di questo lavoro è che le eterointerfacce ben definite possono essere realizzate attraverso l'abrasione diretta, che inizialmente ci aspettavamo avrebbe portato a una mescolanza di materiali durante l'abrasione diretta strato per strato. Questa osservazione consente di realizzare un gran numero di dispositivi diversi attraverso un processo di fabbricazione estremamente semplice ed economico.

"Abbiamo anche scoperto che le prestazioni dei nostri materiali superano in modo significativo le prestazioni delle tecnologie di produzione di materiali 2-D scalabili della concorrenza. Riteniamo che ciò sia dovuto a dimensioni di cristallite più grandi e interfacce di cristallite più pulite all'interno dei nostri film. Considerando lo sviluppo rudimentale del processo abrasivo, quindi lontano, sarà interessante vedere fino a che punto potremo spingere i livelli di prestazione".

Eterostrutture formate attraverso materiali di van der Waals abrasi è pubblicato in Comunicazioni sulla natura .