Exploring the impact of confinement and defects on surface charge of 2D materials with controlled van der Waals nanochannels fabrication.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K20499
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0402:Nano/micro science, applied condensed matter physics, applied physics and engineering, and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Mouterde Timothee 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (40912530)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: nanofluidics / 2D materials / graphene / flow / fluid mechanics

Outline of Final Research Achievements

The objective of this research project is to make 2D material based nanochannels to investigate the impact of confinement and surface defects on 2D materials within graphene or hBN nanochannels created through van der Waals assembly.
We successfully completed the fabrication steps before annealing (last steps): including graphite/hBN exfoliation, transfer of flakes to various desired substrates (SiN, SiO2 on Si, or glass). We also fabricated nanoscale masks using electron beam lithography, and performed etching of nanochannels. We bought the membranes on top of which the nanochannels are assembled.

Free Research Field

Nanofluidics and wetting

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ナノスケールの流体の流れは、独自の量子効果や表面効果により、より大きなスケールの流れとは大きく異なっています。これを理解することで、海水淡水化や青色エネルギー利用などのプロセスにおいて、より優れた性能を持つ膜の作成につながる可能性があります。その重要性にもかかわらず、ナノスケールの流れ、特に表面電荷と欠陥に関連する知識は、まだ限られています。表面電荷はナノスケールの流体挙動に大きく影響し、欠陥はこの電荷とその後の流れを変えることができます。ナノスケールの流れに依存する技術を発展させるためには、表面電荷と欠陥の相互作用についてより包括的に理解することが重要です。