p As heteroestruturas de Van der Waals são montagens de materiais cristalinos bidimensionais (2-D) atomicamente finos que exibem propriedades de condução atraentes para uso em dispositivos eletrônicos avançados. p Um semicondutor 2-D representativo é o grafeno, que consiste em uma rede em forma de favo de mel de átomos de carbono com apenas um átomo de espessura. O desenvolvimento de heteroestruturas de van der Waals foi restringido pelas complicadas e demoradas operações manuais necessárias para produzi-las. Isso é, os cristais 2-D normalmente obtidos por esfoliação de um material a granel precisam ser identificados manualmente, coletado, e então empilhados por um pesquisador para formar uma heteroestrutura de van der Waals. Esse processo manual é claramente inadequado para a produção industrial de dispositivos eletrônicos contendo heteroestruturas de van der Waals

p Agora, uma equipe de pesquisa japonesa liderada pelo Instituto de Ciência Industrial da Universidade de Tóquio resolveu esse problema desenvolvendo um robô automatizado que acelera muito a coleta de cristais 2-D e sua montagem para formar heteroestruturas de van der Waals. O robô consiste em um microscópio óptico automatizado de alta velocidade que detecta cristais, cujas posições e parâmetros são então registrados em um banco de dados de computador. Software customizado é usado para projetar heteroestruturas usando as informações do banco de dados. A heteroestrutura é então montada camada por camada por um equipamento robótico dirigido pelo algoritmo de computador projetado. As descobertas foram relatadas em Nature Communications .

p "O robô pode encontrar, coletar, e montar cristais 2-D em um porta-luvas, "diz o primeiro autor do estudo, Satoru Masubuchi." Ele pode detectar 400 flocos de grafeno por hora, que é muito mais rápido do que a taxa alcançada por operações manuais. "

p Quando o robô foi usado para montar flocos de grafeno em heteroestruturas de van der Waals, ele pode empilhar até quatro camadas por hora com apenas alguns minutos de intervenção humana necessários para cada camada. O robô foi usado para produzir uma heteroestrutura de van der Waals que consiste em 29 camadas alternadas de grafeno e nitreto de boro hexagonal (outro semicondutor 2-D comum). O número da camada de registro de uma heteroestrutura de van der Waals produzida por operações manuais é 13, portanto, o robô aumentou muito nossa capacidade de acessar heteroestruturas complexas de van der Waals.

p "Uma ampla gama de materiais pode ser coletada e montada usando nosso robô, O co-autor Tomoki Machida explica. "Este sistema oferece o potencial para explorar totalmente as heteroestruturas de van der Waals."

p O desenvolvimento deste robô irá facilitar muito a produção de heteroestruturas de van der Waals e seu uso em dispositivos eletrônicos, levando-nos um passo mais perto de realizar dispositivos contendo materiais de design de nível atômico.