在纸基衬底上集成范德华材料用于电学与光学应用
材料科学
2021-05-11 v1 应用物理
摘要
纸张有望在物联网或一次性电子等需要超低成本的电子元件以及环境友好的电子废弃物管理应用中替代硅衬底。近年来，受纸张作为衬底的上述特性以及范德华（vdW）材料优异的电学、力学和光学特性推动，许多研究组致力于在纸上集成基于vdW材料的器件。最近，一种通过简单将vdW晶体在纸张粗糙表面摩擦而在纸上沉积由致密互连的vdW材料组成的连续薄膜的方法被提出。该方法利用弱层间vdW相互作用，并通过与纸张的摩擦将晶体剥离为微薄片。在此，我们旨在通过在标准复印纸上制备39种不同vdW材料（包括超导体、半金属、半导体和绝缘体）的薄膜，来说明该技术的普适性与潜力。我们对其光学性质进行了充分表征，显示出高光学质量：可轻松分辨半导体vdW材料的吸收带边，甚至某些具有高激子结合能的vdW材料中存在的激子特征。我们还测量了纸上若干vdW材料薄膜的电阻率，发现其值极低，在某些情况下比喷墨印刷制备的类似薄膜低数个数量级。最后，我们展示了以纸衬底作为离子栅极，在纸上利用vdW材料制备场效应器件。
引用
@article{arxiv.2105.03486,
title = {Integrating van der Waals materials on paper substrates for electrical and optical applications},
author = {Wenliang Zhang and Qinghua Zhao and Carmen Munuera and Martin Lee and Eduardo Flores and João E. F. Rodrigues and Jose R. Ares and Carlos Sanchez and Javier Gainza and Herre S. J. van der Zant and José A. Alonso and Isabel J. Ferrer and Tao Wang and Riccardo Frisenda and Andres Castellanos-Gomez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.03486},
year = {2021}
}
备注
4 figures in main text, 21 figures in Supp. Info