Tweedimensionale elektronische apparaten zouden dichter bij hun ultieme belofte van laag vermogen kunnen komen, hoge efficiëntie en mechanische flexibiliteit met een verwerkingstechniek die is ontwikkeld in het Oak Ridge National Laboratory van het Department of Energy.

Een team onder leiding van Olga Ovchinnikova van ORNL's Centre for Nanophase Materials Sciences Division gebruikte een heliumionmicroscoop, een "zandstraalmachine" op atomaire schaal, " op een gelaagd ferro-elektrisch oppervlak van een bulkkoper-indiumthiofosfaat. Het resultaat, gedetailleerd in het journaal ACS toegepaste materialen en interfaces , is een verrassende ontdekking van een materiaal met op maat gemaakte eigenschappen die mogelijk nuttig zijn voor telefoons, fotovoltaïsche, flexibele elektronica en schermen.

"Onze methode opent wegen naar direct-schrijven en bewerken van circuits op 2D-materiaal zonder de gecompliceerde huidige state-of-the-art meerstaps lithografische processen, ' zei Ovchinnikova.

Zij en collega Alex Belianinov merkten op dat hoewel de heliumionmicroscoop meestal wordt gebruikt om materie te snijden en te vormen, ze toonden aan dat het ook kan worden gebruikt om ferro-elektrische domeindistributie te regelen, de geleidbaarheid verbeteren en nanostructuren laten groeien. Hun werk zou een pad kunnen vormen om silicium te vervangen als de keuze voor halfgeleiders in sommige toepassingen.

"Iedereen is op zoek naar het volgende materiaal - het ding dat silicium zal vervangen voor transistors, " zei Belianinov, de hoofdauteur. "2-D-apparaten onderscheiden zich door een laag stroomverbruik en omdat ze gemakkelijker en goedkoper te fabriceren zijn zonder dat er agressieve chemicaliën nodig zijn die mogelijk schadelijk zijn voor het milieu."

Het verminderen van het stroomverbruik door het gebruik van op 2D gebaseerde apparaten kan net zo belangrijk zijn als het verbeteren van de batterijprestaties. "Stel je voor dat je een telefoon hebt die je niet maar één keer per maand hoeft op te laden, ' zei Ovchinnikova.