二维材料因其原子级厚度，被视为未来电子技术的革命性力量。然而，将这些极薄材料从制备基底转移到器件上一直是行业难题，极易导致材料撕裂或污染，严重阻碍商业化进程。近日，日本九州大学与日东电工合作研发出一种新型胶带，能像儿童贴纸般轻松实现二维材料的转移与贴合，相关成果于2024年2月9日发表在《自然·电子学》上。
九州大学全球创新中心阿部博树教授指出，传统转移工艺复杂且易损材料。该团队以石墨烯为突破口，利用人工智能开发了一种名为"UV胶带"的特殊聚合物。这种胶带在紫外线照射前对石墨烯具有强吸附力，便于抓取；照射后，原子键合发生变化，吸附力降低约10%，且胶带变硬更易剥离。这一特性使得胶带在剥离时能将石墨烯完整留在基底上，极大减少了损伤。
除了石墨烯，该胶带还能成功转移氮化硼（白石墨烯）和二硫化物等二维材料。测试显示，经UV胶带转移后的材料表面更光滑、缺陷更少，且性能效率更高。由于无需使用溶解塑料的溶剂，该工艺兼容柔性塑料基底，为太赫兹传感器等柔性设备开辟了新路径，有望应用于医疗成像和机场安检等领域。
此外，UV胶带可按需裁剪，减少材料浪费，并支持不同取向的多层堆叠，为探索新材料特性提供了便利。目前，团队正致力于将转移晶圆尺寸扩大至工业级标准，并解决胶带表面的褶皱与气泡问题，同时提升材料在胶带上的长期稳定性，以便向终端用户分发。
阿部教授表示，未来用户无需专业训练，即可像使用贴纸一样完成材料转移，这将根本性改变科研模式并加速二维材料的商业化。对于中国电子材料行业而言，这种低门槛、高兼容性的转移技术若被引入，将显著降低柔性电子与新型传感器的研发门槛，值得国内企业重点关注其产业化潜力。