2D Bi2O2Se的高保真转移及其力学性能

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 17:02
文章英文标题
High‐Fidelity Transfer of 2D Bi2O2Se and Its Mechanical Properties
正文
摘要\n具有高电子迁移率的二维氧化铋( Bi2O2Se )在未来高性能、柔性的电子和光电子器件中具有优势。然而,薄的Bi2O2Se片的转移是相当困难的,限制了其力学性能的测量和在柔性器件中的应用探索。在此,我们发展了一种可靠有效的聚二甲基硅氧烷( PDMS )介导的方法,可以将Bi2O2Se薄片从生长的基底转移到目标基底上,如微机电系统基底。转移薄片的高保真度源于PDMS薄膜的高粘结能和柔韧性。首次采用纳米压痕法研究了二维Bi2O2Se的力学性能。研究发现,在二维半导体中,少层Bi2O2Se具有较大的本征刚度,为18 ~ 23 GPa,杨氏模量为88.7 ± 14.4 GPa,与理论值相符。此外,少层Bi2O2Se能够承受超过3 %的高径向应变,表现出优异的柔韧性。2D Bi2O2Se力学性能可靠传递方法和文献的发展,共同填补了这一新兴材料力学性能理论预测和实验验证的空白,将推动基于2D Bi2O2Se的柔性电子和光电子领域。
文章内容(英文)
Abstract\n2D bismuth oxyselenide (Bi2O2Se) with high electron mobility is advantageous in future high‐performance and flexible electronic and optoelectronic devices. However, transfer of thin Bi2O2Se flakes is rather challenging, restricting measurements of its mechanical properties and application exploration in flexible devices. Here, a reliable and effective polydimethylsiloxane (PDMS)‐mediated method that allows transferring thin Bi2O2Se flakes from grown substrates onto target substrates like microelectromechanical system substrates is developed. The high fidelity of the transferred thin flakes stems from the high adhesive energy and flexibility of PDMS film. For the first time, the mechanical properties of 2D Bi2O2Se are experimentally acquired with a nanoindentation method. It is found that few‐layer Bi2O2Se exhibits a large intrinsic stiffness of 18–23 GPa among 2D semiconductors, and a Young's modulus of 88.7 ± 14.4 GPa, which is consistent with the theoretical values. Furthermore, few‐layer Bi2O2Se can withstand a high radial strain of more than 3%, demonstrating excellent flexibility. The development of the reliable transfer method and documentation of mechanical properties of 2D Bi2O2Se jointly fill the gap between theoretical prediction and experimental verification of mechanical properties of this emerging material, and will promote flexible electronics and optoelectronics based on 2D Bi2O2Se.
来源出处
Journal|[J]Advanced Functional MaterialsVolume 30, Issue 43. 2020.
DOI
https://doi.org/10.1002/adfm.202004960

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