據麥姆斯咨詢報道，近日，洛桑聯邦理工學院（EPFL）的研究人員最新研發出一種高精度技術，能夠將納米圖形切割成二維（2D）材料。

憑借其開創性的納米技術，EPFL研究人員讓不可能變為了現實。據悉，他們通過微型刀片利用熱能來破壞原子之間的作用力。“傳統的光刻技術制作2D材料非常困難，因為傳統的光刻技術通常會使用腐蝕性化學物質或加速帶電粒子（如電子或離子），有損材料性能。”工程學院微系統實驗室的研究員兼博士后Xia Liu說道，“但是，我們最新研發的技術通過使用局部熱能和壓力‘源’可精確地切割成2D材料。”

“我們的技術類似于剪紙工藝，在瑞士很常見，但僅限于小規模制造。”該研究的合著者Ana Conde Rubio解釋道，“我們通過熱能來改變襯底，使其柔性更佳，在某些情況下甚至可以將升華為氣體。這樣我們可以更輕松地切割成2D材料。”

鋒利的探針

該技術的研究者們Xia Liu、Samuel Howell、Ana Conde Rubio、Giovanni Boero和JürgenBrugger主要使用二碲化鉬（MoTe2）——一種類似于石墨烯的二維材料。它的厚度不到1 nm，即三層原子的厚度。然后將MoTe2放在對溫度變化敏感的聚合物上。Liu解釋說：“當聚合物受熱時，它會升華，也就是說會從固態變為氣態。”

微工程研究所的研究人員采用了新型納米結構化技術，稱為熱掃描探針光刻（thermal scanning probe lithography，t-SPL）技術，其工作方式類似于力掃描顯微鏡（force scanning microscope）。他們將納米尺度的鋒利探針加熱到超過180°C，使其與2D材料接觸，然后再施加一點力導致聚合物升華。然后一層薄薄的MoTe2就會脫落，而不會損壞其它材料。

電子元件更小、更高效

研究人員通過該技術可在2D材料中切割出極其精確的圖案。“我們采用計算機驅動的系統來控制快速加熱和快速冷卻工藝以及探針的位置。”另一位合著者Samuel Howell解釋道，“該方法可使我們能夠預先定義縮進量，從而構造如在納米電子器件中使用的納米帶。”

但是，在如此小的維度內工作會產生多大的用處呢？“許多2D材料都是半導體，可以集成到電子器件中。”Liu解釋道，“這項通用技術將對納米電子學、納米光子學和納米生物技術產生非常大的幫助，因為它將有助于電子元件變小、變得高效。”

致力于更高的準確性

下一階段將集中于研究更多其它材料，并找到適用于集成納米系統的材料組合。研究人員希望重新設計懸臂梁及其探針，以使切割過程更加精確。

總的來說，微系統實驗室的科學家們正致力于研發新一代適用于柔性微系統的制造技術。“基于聚合物的微機電系統（MEMS）有很多潛在的電子和生物醫學領域的應用。”JürgenBrugger教授解釋說道，“但是目前我們仍處于在3D微系統中采用功能性聚合物技術研發的早期階段。”Brugger希望通過專注于模版、印刷工藝、聚合物的定向自組裝以及局部熱處理等方法來突破現有瓶頸，并為MEMS挖掘新的材料和工藝。