基于石墨烯的溶液法定向纳米材料放置用于大规模器件集成

以纳米级精度在预定位置可控放置纳米材料，仍是阻碍其在半导体工艺技术领域大规模集成的最具挑战性的问题之一。基于表面功能化的方法存在易发生非期望化学修饰并劣化沉积材料的缺点。电场辅助放置技术的应用消除了化学处理环节；然而，它需要引入导电放置电极，从而限制了集成电子器件的性能、缩放与密度。在此，我们报道一种利用具有纳米级沉积位点的大规模石墨烯层实现溶液法处理纳米材料电场辅助放置的方法。结构化石墨烯层通过在标准衬底上转移或合成制备，随后在纳米材料沉积完成后无残留去除，产生覆盖面积大于 1mm²、具有纳米级分辨率的材料组装体。为证明广泛适用性，我们在预定衬底位置组装了具代表性的零维、一维和二维半导体并将其集成到纳米电子器件中。这种基于石墨烯的放置技术在晶圆尺度上提供纳米级分辨率，并可能实现涉及多种溶液法制备纳米材料的纳米电子与光电子器件的大规模制造。