Rannsóknarhópur vísindamannsins Yang Liang við Suzhou Institute for Advanced Study við Vísinda- og tækniháskólann í Kína þróaði nýja aðferð fyrir málmoxíð hálfleiðara leysir ör-nano framleiðslu, sem gerði sér grein fyrir leysiprentun ZnO hálfleiðarabygginga með undirmíkron nákvæmni, og sameinaði það með leysiprentun úr málmi, sannreyndi í fyrsta skipti samþætta leysirbeina ritun á örrafrænum íhlutum og hringrásum eins og díóðum, tríóðum, memristorum og dulkóðunarrásum, og stækkaði þannig notkunarsviðsmyndir leysir ör-nano vinnslu á sviði örrafeinda, í sveigjanleg rafeindatækni, háþróaðir skynjarar, Intelligent MEMS og önnur svið hafa mikilvægar umsóknarhorfur. Rannsóknarniðurstöðurnar voru nýlega birtar í „Nature Communications“ undir heitinu „Laser Printed Microelectronics“.
Prentað rafeindatækni er vaxandi tækni sem notar prentunaraðferðir til að framleiða rafeindavörur. Það uppfyllir eiginleika sveigjanleika og sérsniðnar nýrrar kynslóðar rafeindavara og mun koma með nýja tæknibyltingu í öreindatækniiðnaðinum. Undanfarin 20 ár hefur bleksprautuprentun, laser-framkallaður flutningur (LIFT) eða önnur prentunartækni tekið miklum framförum til að gera kleift að búa til hagnýt lífræn og ólífræn örrafræn tæki án þess að þörf sé á hreinu umhverfi. Hins vegar er dæmigerð lögun stærð ofangreindra prentunaraðferða venjulega af stærðargráðunni tugir míkrona og krefst oft háhita eftirvinnsluferlis, eða treystir á samsetningu margra ferla til að ná fram vinnslu hagnýtra tækja. Laser micro-nano vinnslutækni nýtir ólínulegt samspil milli leysipúlsa og efna og getur náð flóknum virknibyggingum og aukinni framleiðslu á tækjum sem erfitt er að ná með hefðbundnum aðferðum með nákvæmni <100 nm. Hins vegar eru flest núverandi leysir ör-nano-framleidd mannvirki eins fjölliða efni eða málmefni. Skortur á beinum leysirritunaraðferðum fyrir hálfleiðara efni gerir það einnig erfitt að útvíkka beitingu leysir ör-nano vinnslutækni á sviði örrafeindatækja.
Í þessari ritgerð þróaði rannsakandi Yang Liang, í samvinnu við vísindamenn í Þýskalandi og Ástralíu, leysiprentun á nýstárlegan hátt sem prenttækni fyrir hagnýt rafeindatæki, sem gerir hálfleiðara (ZnO) og leiðara (samsett leysiprentun á ýmsum efnum eins og Pt og Ag) (Mynd 1), og krefst alls ekki háhita eftirvinnsluferlisþrepa, og lágmarksstærð eiginleiki er <1 µm. Þessi bylting gerir það mögulegt að sérsníða hönnun og prentun á leiðara, hálfleiðurum og jafnvel útsetningu einangrunarefna í samræmi við virkni örrafrænna tækja, sem bætir til muna nákvæmni, sveigjanleika og stjórnunarhæfni prentunar örra rafeindatækja. Á þessum grundvelli, tókst rannsóknarhópnum að átta sig á samþættri beinni leysiskrift á díóðum, memristrum og líkamlega óafritanlegum dulkóðunarrásum (Mynd 2). Þessi tækni er samhæf við hefðbundna bleksprautuprentun og aðra tækni, og er búist við að hún verði stækkuð til prentunar á ýmsum P-gerð og N-gerð hálfleiðara málmoxíðefnum, sem veitir kerfisbundna nýja aðferð til vinnslu flókinna, stórfellda, þrívíð hagnýt örrafeindatæki.
Ritgerð:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Pósttími: Mar-09-2023