【產(chǎn)通社，3月14日訊】中國科學(xué)院（Chinese Academy of Sciences）官網(wǎng)消息，二維過渡金屬碳化物和氮化物MXene被公認為在電子和光電器件中具有重要應(yīng)用潛力。然而，已報道的MXene薄膜的圖案化方法難以兼顧效率、分辨率及與主流硅工藝的兼容性。例如，電子束光刻法可以實現(xiàn)較高的圖案分辨率，但效率較低，不適用于大面積圖案化；直接寫入、激光蝕刻和噴墨印刷等其他圖案化方法速度較快，卻通常缺乏足夠的分辨率。 

金屬所沈陽材料科學(xué)國家研究中心與國內(nèi)多家單位科研團隊合作，通過設(shè)計MXene材料的離心、旋涂、光刻和蝕刻工藝，提出了具有微米級分辨率的晶圓級MXene薄膜圖案化方法，并構(gòu)筑了1024高像素密度光電探測器陣列。該陣列具有優(yōu)異的均勻性、高分辨率成像能力、迄今為止最高的MXene光電探測器的探測度。相關(guān)研究成果以Patterning of wafer-scale MXene films for high-performance image sensor arrays為題，在線發(fā)表在《先進材料》（Advanced Materials）上。 

科研人員對Ti3C2Tx溶液離心工藝和襯底親水性進行優(yōu)化后，采用旋涂法制備出4英寸MXene薄膜，并通過優(yōu)化半導(dǎo)體光刻和干法刻蝕工藝實現(xiàn)了晶圓級MXene薄膜的圖案化，精度達到2μm�；诖耍Y(jié)合硅（Si）的光電性能，研究制備了MXene/Si肖特基結(jié)光電探測器，實現(xiàn)了高達7.73×1014 Jones的探測度與6.22×106的明暗電流比，為目前報道的MXene光電探測器的最高性能。使用碳納米管晶體管作為選通開關(guān)，科研人員制備了1晶體管-1探測器（1T1P）的像素單元，并構(gòu)筑出具有1024像素的高分辨率光電探測器陣列，為目前最大的MXene功能陣列。該研究將促進兼容主流半導(dǎo)體工藝的大規(guī)模高性能MXene電子學(xué)的發(fā)展。 

該工作由金屬所、南京大學(xué)、燕山大學(xué)、中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所等合作完成。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和沈陽材料科學(xué)國家研究中心等的支持。 

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.cas.cn，以及http://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202201298。（張嘉汐，產(chǎn)通發(fā)布）    （完）