二维（2D）材料的一大卖点是其自钝化特性，这使得它们可以沉积在任何基底上，并为三维材料堆叠开辟了新的可能性。但其缺点是与基底的附着力较弱，这可能是设备不稳定的根源。因此，量化二维材料对三维表面的附着力是可靠集成基于二维材料的设备的关键一步。以 Max Lemme 为核心的研究团队现已证明，二维材料与基底之间的附着力可以通过钮扣剪切测试进行有效量化。
虽然button shear testing是半导体行业中一种成熟的附着力测量方法，但其在量化二维材料附着力方面的适用性仍有待验证。例如，确定button的尺寸和获得可靠结果所需的测量程序就是挑战之一。
button shear testing的基本原理非常简单：在样品顶部制作一个聚合物button，并将其用作 “手柄”，通过金属尖端的拉力移动样品本身。更准确地说，样品在固定的剪切头上以恒定的速度移动，同时记录平台的位置和施加在剪切头上的力。记录的最大力相当于启动剪切过程所需的力，并提供样品与基底之间粘附力的信息。
虽然原理简单，但该方法的可靠性主要取决于细节，特别是button的特性和测量速度，这需要针对所研究的材料进行仔细测试和优化。《自然-通讯》（Nature Communications）杂志现已报道了这项以二维材料为重点的系统性研究的结果。这项研究是亚琛工业大学电子设备教研室（ELD）、英飞凌科技公司（Infineon Technologies AG）和爱思强股份公司（AIXTRON SE）的合作成果。AMO GmbH和其他学术合作伙伴也参与了这项研究。
发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上的论文不仅报道了聚合物button的制作细节，以及为测量二维材料（尤其是石墨烯、六方氮化硼、二硫化钼和二硒化钨）在二氧化硅和氮化硅基底上的附着力而开发的方法，而且还表明该方法可以评估不同样品处理对附着力的影响，为进一步优化提供了重要见解。
Button shear testing for adhesion measurements of 2D materials
https://doi.org/10.1038/s41467-024-46136-8
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