p Os pesquisadores da EPFL desenvolveram uma tecnologia de alta precisão que lhes permite esculpir padrões nanométricos em materiais bidimensionais. p Com sua nanotecnologia pioneira, Os pesquisadores da EPFL alcançaram o impossível. Eles agora podem usar o calor para quebrar as ligações entre os átomos com um bisturi em miniatura. "É extremamente difícil estruturar materiais 2-D usando litografia convencional, que muitas vezes emprega produtos químicos agressivos ou acelerados, partículas eletricamente carregadas, como elétrons ou íons, que pode danificar as propriedades do material, "diz Xia Liu, é pesquisador e pós-doutorado no Laboratório de Microssistemas da Escola de Engenharia. "Nossa técnica, Contudo, usa uma 'fonte' localizada de calor e pressão para cortar com precisão os materiais 2-D. "

p "Nossa tecnologia é semelhante à arte de cortar papel, que é comum nesta região da Suíça, mas em uma escala muito menor, "explica Ana Conde Rubio, co-autor do estudo. “Usamos calor para modificar o substrato e torná-lo mais flexível e, em alguns casos, até mesmo transformá-lo em um gás. Podemos então esculpir mais facilmente o material 2-D. "

p Uma ponta afiada

p Xia Liu, Samuel Howell, Ana Conde Rubio, Giovanni Boero e Jürgen Brugger usaram ditelureto de molibdênio (MoTe ₂ ), um material 2-D semelhante ao grafeno. Tem menos de um nanômetro - ou três camadas de átomos - de espessura. O MoTe ₂ é colocado em um polímero que reage às mudanças de temperatura. “Quando o polímero é exposto ao calor, isso sublima, o que significa que ele vai de um estado sólido para um estado gasoso, "explica Liu.

p Os pesquisadores do Instituto de Microengenharia usaram uma nova técnica de estruturação em nanoescala chamada litografia de sonda de varredura térmica (t-SPL), que funciona de maneira semelhante a um microscópio de força atômica. Eles aquecem uma ponta nano afiada a mais de 180 ° C, coloque-o em contato com o material 2-D e aplique um pouco de força. Isso faz com que o polímero sublime. Uma fina camada de MoTe2 então se rompe sem danificar o resto do material.

p Componentes pequenos e mais eficientes

p Os pesquisadores serão capazes de usar essa tecnologia para esculpir padrões extremamente precisos em materiais 2-D. "Usamos um sistema acionado por computador para controlar o processo de aquecimento e resfriamento ultrarrápido e a posição da ponta, "explica Samuel Howell, outro co-autor. "Isso nos permite fazer recuos predefinidos para criar, por exemplo, as nanofitas que são usadas em dispositivos nanoeletrônicos. "

p Mas o que é tão útil em trabalhar em uma escala tão pequena? "Muitos materiais 2-D são semicondutores e podem ser integrados em dispositivos eletrônicos, "diz Liu." Esta tecnologia genérica será muito útil em nanoeletrônica, nanofotônica e nanobiotecnologia, pois ajudará a tornar os componentes eletrônicos menores e mais eficientes. "

p Aumentando a precisão

p A próxima fase da pesquisa se concentrará em olhar para uma gama mais ampla de materiais e encontrar combinações que funcionem em nanossistemas integrados. As atividades futuras também revisarão o design do cantilever e da nanotip para melhorar o desempenho do nano-corte.

p Mais amplamente, os cientistas do Laboratório de Microsistemas estão procurando desenvolver uma nova geração de técnicas de fabricação para microssistemas flexíveis. "Os sistemas microeletromecânicos baseados em polímero (MEMS) têm muitas aplicações eletrônicas e biomédicas em potencial, "explica o Prof. Jürgen Brugger." Mas ainda estamos nos estágios iniciais de desenvolvimento de técnicas para projetar polímeros funcionais em microssistemas 3-D. "Brugger espera ultrapassar os limites e encontrar novos materiais e processos para MEMS, concentrando-se no estêncil , o processo de impressão, a automontagem dirigida de nanomateriais, e processamento térmico localizado.