Создан робот для автоматической сборки дизайнерских наноматериалов

19th April 2018, Илья Хель 4

Гетероструктуры Ван-дер-Ваальса — это собрания атомарно тонких двумерных кристаллических материалов, которые обладают прекрасными свойствами проводимости для использования в современных электронных устройствах. Известным примером двумерного полупроводника будет графен, состоящий из сотовой решетки атомов углерода толщиной всего в один атом. Раньше разработка гетероструктур Ван-дер-Ваальса была ограничена сложными и трудоемкими ручными операциями, необходимыми для их производства. Двумерные кристаллы, полученные путем эксфолиации сыпучего материала, нужно было идентифицировать, собирать, а затем укладывать вместе вручную. Такой процесс явно не подходит для промышленного производства электронных устройств с вандерваальсовыми гетероструктурами.


Группа японских ученых из Института промышленной науки при Токийском университете решила эту проблему, разработав автоматизированного робота, который значительно ускоряет сборку двумерных кристаллов и формирование вандерваальсовых гетероструктур. Робот состоит из автоматического высокоскоростного оптического микроскопа, который обнаруживает кристаллы и записывает их положения и параметры в компьютерную базу данных. Специальное ПО проектирует гетероструктуры, используя информацию в базе данных. Затем гетероструктура собирается роботизированным оборудованием, управляемым компьютерным алгоритмом.

Результаты работы были опубликованы в Nature Communications.

«Робот может найти, поднять и собрать двумерные кристаллы в небольшом ящике», говорит автор работы Сатору Масубучи. «Он способен находить до 400 графеновых хлопьев в час, что намного быстрее, чем если делать это вручную».

Собирая графеновые хлопья в гетероструктуры Ван-дер-Ваальса, робот сумел составить до четырех слоев в час. С его помощью создали вандерваальсовую гетероструктуру (на фото выше) из 29 чередующихся слоев графена и шестиугольного нитрида бора (другого распространенного полупроводника). Рекордное число слоев, произведенных вручную, было 13, поэтому робот значительно превзошел людей в способности к этой операции.

Разработка такого робота значительно ускорит и улучшит производство гетероструктур и их использование в электронных устройствах, шаг за шагом приближая нас к созданию устройств, содержащих дизайнерские материалы на атомном уровне.

4 комментария Оставить свой

  1. 1_l0V3_CP

    Это что, наноассемблер? Или я что-то не так понял? Если наноассемблер, то скоро (через лет 10) заживем.

    • botan

      1_l0V3_CP, Он самый ..... Новость из мира фантастики!

    • Transchelovek

      1_l0V3_CP, Нет, не наноассемблер, определённо. Здесь мы имеем устройство, которое сможет собирать мельчайшие микросхемы, даже трёхмерные процессоры и память, что существенно ускорит вычисления. Ко всему прочему данная технология удешевит электронику, а интернет вещей приобретёт бОльшую масштабность.

  2. roma1141

    А мы таксу утопили.... А наноассемблер было бы круто! Можно собрать свой феррари ( лет за 200) но свой!

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.