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  • Os pesquisadores desenvolvem um método para transferir circuitos 2-D inteiros para qualquer superfície lisa

    Os engenheiros da Rice University desenvolveram um método para transferência completa, flexível, circuitos bidimensionais de suas plataformas de fabricação para superfícies curvas e outras superfícies lisas. Esses circuitos são capazes de se acoplar a ondas eletromagnéticas de campo próximo e oferecem detecção de próxima geração para fibras ópticas e outras aplicações. Crédito:Zehua Jin / Rice University

    E se um sensor que detecta uma coisa pudesse fazer parte da própria coisa? Os engenheiros da Rice University acreditam ter uma solução bidimensional para fazer exatamente isso.

    Os engenheiros do Rice liderados pelos cientistas de materiais Pulickel Ajayan e Jun Lou desenvolveram um método para fazer sensores atômicos planos que se integram perfeitamente com dispositivos para relatar o que eles percebem.

    Materiais 2-D eletronicamente ativos têm sido objeto de muitas pesquisas desde a introdução do grafeno em 2004. Mesmo que sejam frequentemente elogiados por sua resistência, eles são difíceis de mover para onde são necessários sem destruí-los.

    Os grupos Ajayan e Lou, junto com o laboratório do engenheiro de arroz Jacob Robinson, têm uma nova maneira de manter os materiais e seus circuitos associados, incluindo eletrodos, intactos conforme são movidos para superfícies curvas ou outras superfícies lisas.

    Os resultados de seu trabalho aparecem na revista American Chemical Society. ACS Nano .

    A equipe do Rice testou o conceito fazendo um fotodetector de seleneto de índio de 10 nanômetros de espessura com eletrodos de ouro e colocando-o em uma fibra óptica. Porque estava tão perto, o sensor de campo próximo efetivamente acoplado a um campo evanescente - a onda eletromagnética oscilante que percorre a superfície da fibra - e detectou com precisão o fluxo de informações no interior.

    O benefício é que esses sensores agora podem ser embutidos em tais fibras, onde podem monitorar o desempenho sem adicionar peso ou prejudicar o fluxo do sinal.

    "Este artigo propõe várias possibilidades interessantes para a aplicação de dispositivos 2-D em aplicações reais, "Lou disse." Por exemplo, fibras ópticas no fundo do oceano têm milhares de quilômetros de comprimento, e se houver um problema, é difícil saber onde ocorreu. Se você tiver esses sensores em locais diferentes, você pode sentir o dano à fibra. "

    Lou disse que os laboratórios ficaram bons em transferir a lista crescente de materiais 2-D de uma superfície para outra, mas a adição de eletrodos e outros componentes complica o processo. "Pense em um transistor, "disse ele." Tem fonte, eletrodos de drenagem e porta e um dielétrico (isolador) na parte superior, e todos estes devem ser transferidos intactos. É um grande desafio, porque todos esses materiais são diferentes. "

    Os materiais 2-D crus são frequentemente movidos com uma camada de polimetil metacrilato (PMMA), mais comumente conhecido como Plexiglas, em cima, e os pesquisadores do Rice fazem uso dessa técnica. Mas eles precisavam de uma camada inferior robusta que não apenas mantivesse o circuito intacto durante a movimentação, mas também pudesse ser removida antes de conectar o dispositivo ao alvo. (O PMMA também é removido quando o circuito atinge seu destino.)

    A solução ideal era polidimetilglutarimida (PMGI), que pode ser usada como uma plataforma de fabricação de dispositivo e facilmente removida antes da transferência para o alvo. "Passamos algum tempo para desenvolver essa camada sacrificial, "Lou disse. PMGI parece funcionar para qualquer material 2-D, como os pesquisadores experimentaram com sucesso com disseleneto de molibdênio e outros materiais também.

    Os laboratórios do Rice desenvolveram apenas sensores passivos até agora, mas os pesquisadores acreditam que sua técnica tornará sensores ou dispositivos ativos possíveis para telecomunicações, biossensor, plasmonics e outras aplicações.


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