【产通社，3月14日讯】中国科学院（Chinese Academy of Sciences）官网消息，二维过渡金属碳化物和氮化物MXene被公认为在电子和光电器件中具有重要应用潜力。然而，已报道的MXene薄膜的图案化方法难以兼顾效率、分辨率及与主流硅工艺的兼容性。例如，电子束光刻法可以实现较高的图案分辨率，但效率较低，不适用于大面积图案化；直接写入、激光蚀刻和喷墨印刷等其他图案化方法速度较快，却通常缺乏足够的分辨率。 

金属所沈阳材料科学国家研究中心与国内多家单位科研团队合作，通过设计MXene材料的离心、旋涂、光刻和蚀刻工艺，提出了具有微米级分辨率的晶圆级MXene薄膜图案化方法，并构筑了1024高像素密度光电探测器阵列。该阵列具有优异的均匀性、高分辨率成像能力、迄今为止最高的MXene光电探测器的探测度。相关研究成果以Patterning of wafer-scale MXene films for high-performance image sensor arrays为题，在线发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。 

科研人员对Ti3C2Tx溶液离心工艺和衬底亲水性进行优化后，采用旋涂法制备出4英寸MXene薄膜，并通过优化半导体光刻和干法刻蚀工艺实现了晶圆级MXene薄膜的图案化，精度达到2μm。基于此，结合硅（Si）的光电性能，研究制备了MXene/Si肖特基结光电探测器，实现了高达7.73×1014 Jones的探测度与6.22×106的明暗电流比，为目前报道的MXene光电探测器的最高性能。使用碳纳米管晶体管作为选通开关，科研人员制备了1晶体管-1探测器（1T1P）的像素单元，并构筑出具有1024像素的高分辨率光电探测器阵列，为目前最大的MXene功能阵列。该研究将促进兼容主流半导体工艺的大规模高性能MXene电子学的发展。 

该工作由金属所、南京大学、燕山大学、中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所等合作完成。研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项和沈阳材料科学国家研究中心等的支持。 

查询进一步信息，请访问官方网站http://www.cas.cn，以及http://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202201298。（张嘉汐，产通发布）    （完）