p Um método de controle de qualidade não destrutivo, pioneiro no mundo, do National Physical Laboratory (NPL) permitiu que a Oxford Instruments comercializasse tecnologia de fabricação em escala de wafer para material 2-D MoS ₂ . p A demanda por miniaturização de eletrônicos, como smartphones, wearables e dispositivos da Internet das Coisas, continua a crescer, mas a indústria agora está atingindo o limite de escala para materiais tradicionais de silício. Os materiais bidimensionais (2-D) têm atraído um interesse significativo nos últimos anos devido às suas propriedades elétricas e mecânicas exclusivas, ao lado de dimensões atomicamente finas.

p Embora o grafeno tenha sido o primeiro material 2-D a ser estudado em detalhes, agora há também um foco em outros materiais 2-D com diversas propriedades e novas aplicações. Entre estes, dissulfeto de molibdênio de camada única (MoS ₂ ), um material 2-D semicondutor, está gerando muito interesse devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas tecnologicamente exploráveis ​​que podem abrir o caminho para a próxima geração de dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos.

p Para comercializar dispositivos eletrônicos feitos de materiais 2-D, a indústria enfrenta o desafio de realizar verificações de controle de qualidade sem destruir ou danificar o material. Como uma única camada de um material 2-D tem apenas um único átomo ou molécula de espessura, avaliar sua qualidade até agora só foi possível por meio de técnicas destrutivas. Espera-se que os defeitos tenham um impacto crítico no desempenho do MoS ₂ dispositivos eletrônicos baseados em portanto, a capacidade de investigar e quantificar o número de defeitos sem causar danos é crucial para permitir a fabricação em larga escala do material, fabricação de dispositivos e funcionalização de materiais.

p Oxford Instruments, um fornecedor líder de sistemas e ferramentas de alta tecnologia para a indústria e pesquisa, procurou desenvolver um novo sistema de deposição e processo que pudesse produzir MoS ₂ de uma maneira mais escalonável industrialmente para ajudar a promover a comercialização de MoS ₂ . A equipe de pesquisadores precisava de uma abordagem de controle de qualidade adequada, e voltou-se para a pesquisa do National Graphene Metrology Center (NGMC), um líder mundial na caracterização e medição avançada de materiais 2-D, em NPL.

p "Estávamos investigando o uso da espectroscopia Raman para caracterizar MoS ₂ e descobri que é uma técnica viável de alto rendimento e não destrutiva para quantificar defeitos neste excitante material 2-D, "lembra o Dr. Andrew Pollard, Cientista Pesquisador Sênior do NPL. "É importante para este estudo que poderíamos introduzir de forma controlada defeitos conhecidos no MoS ₂ como um primeiro passo, usando uma técnica de nosso trabalho anterior em grafeno. "

p Devido a isso, diz o Dr. Ravi Sundaram, Cientista Sênior da Oxford Instruments, "Pudemos usar a pesquisa com foco industrial do NPL como uma estrutura para desenvolver nossa própria medida de controle de qualidade que usa espectroscopia Raman para quantificar defeitos em MoS ₂ produzido por deposição química de vapor. Embora tais técnicas sejam amplamente utilizadas para o grafeno, não havia uma forma estabelecida de verificar a qualidade do MoS ₂ de uma maneira não destrutiva antes do trabalho do NPL ser publicado. Poder medir a qualidade do material nos permite otimizar o processo de crescimento. Isso garante que possamos fornecer alta qualidade, MoS de baixa densidade de defeito ₂ filmes de nossas ferramentas. "

p O trabalho do NPL no MoS ₂ forneceu à Oxford Instruments a metodologia necessária para desenvolver seu próprio processo de controle de qualidade, que caracteriza o MoS 2-D ₂ camadas sem causar impacto destrutivo na estrutura do material. Isso permite que a equipe caracterize de forma eficiente o MoS ₂ produzido por meio de uma tecnologia industrialmente escalonável, ajudando a acelerar a comercialização de materiais 2-D.

p "Temos clientes acadêmicos e da indústria, que procuram uma produção e caracterização eficientes destes novos materiais, "diz Ravi." MoS ₂ é um material promissor para eletrônicos, e algumas indústrias estão interessadas nele. Ser capaz de fabricar com eficiência é vital para tornar o material comercialmente viável e atraente, e esta técnica tem nos ajudado a oferecer um produto competitivo e de alta qualidade aos nossos clientes. "

p MoS ₂ mostra-se promissor em eletrônica e optoeletrônica. Sua estrutura atômica inerentemente fina não só oferece várias vantagens na redução da escala da eletrônica tradicional, mas também abre a possibilidade de adicionar outros elementos funcionais em um chip para aplicações como sensores. Além disso, sua estrutura eletrônica semicondutora o torna muito interessante para aplicações ópticas como fotovoltaica e emissão de luz. Como tal, aumentando a produção de MoS ₂ e avaliar sua qualidade usando abordagens não destrutivas oferece grandes benefícios não apenas para os fabricantes, mas também para a indústria como um todo.