Teadlase Yang Liangi uurimisrühm Hiina Teadus- ja Tehnoloogiaülikooli Suzhou süvauuringute instituudis töötas välja uue meetodi metalloksiidpooljuhtlaseriga mikro-nano tootmiseks, mis realiseeris ZnO pooljuhtstruktuuride laserprintimise submikronilise täpsusega ja kombineeris. see koos metallist laserprintimisega kontrollis esmakordselt mikroelektrooniliste komponentide ja vooluahelate, nagu dioodid, trioodid, memristorid ja krüpteerimisahelad, integreeritud laseriga otsekirjutamist, laiendades seega lasermikro-nanotöötluse rakendusstsenaariume mikroelektroonika valdkonda. paindlik elektroonika, täiustatud andurid, intelligentsed MEMS-id ja muud valdkonnad on olulised rakendusväljavaated.Uurimistulemused avaldati hiljuti ajakirjas "Nature Communications" pealkirja all "Laser Printed Microelectronics".
Trükitud elektroonika on arenev tehnoloogia, mis kasutab elektroonikatoodete tootmiseks printimismeetodeid.See vastab uue põlvkonna elektroonikatoodete paindlikkuse ja isikupärastamise omadustele ning toob mikroelektroonikatööstusesse uue tehnoloogilise revolutsiooni.Viimase 20 aasta jooksul on tindiprinteri, laser-indutseeritud ülekande (LIFT) või muude printimistehnikate kasutamine teinud suuri edusamme, võimaldades valmistada funktsionaalseid orgaanilisi ja anorgaanilisi mikroelektroonilisi seadmeid, ilma et oleks vaja puhasruumi keskkonda.Kuid ülaltoodud printimismeetodite tüüpiline suurus on tavaliselt kümnete mikronite suurusjärgus ja nõuab sageli kõrgtemperatuurset järeltöötlusprotsessi või tugineb funktsionaalsete seadmete töötlemiseks mitme protsessi kombinatsioonile.Laseri mikro-nanotöötlustehnoloogia kasutab laserimpulsside ja -materjalide vahelist mittelineaarset interaktsiooni ning võimaldab saavutada keerukaid funktsionaalseid struktuure ja seadmete lisatootmist, mida on raske saavutada traditsiooniliste meetoditega täpsusega <100 nm.Enamik praegustest laser-mikro-nano-valmistatud konstruktsioonidest on aga üksikud polümeermaterjalid või metallmaterjalid.Laser-otsekirjutusmeetodite puudumine pooljuhtmaterjalide jaoks raskendab ka lasermikro-nanotöötlustehnoloogia rakenduste laiendamist mikroelektroonikaseadmete valdkonda.
Selles lõputöös töötas teadlane Yang Liang koostöös Saksamaa ja Austraalia teadlastega uuenduslikult välja laserprintimise kui printimistehnoloogia funktsionaalsete elektroonikaseadmete jaoks, realiseerides pooljuhi (ZnO) ja dirigendi (Erinevate materjalide nagu Pt ja Ag komposiitlaserprintimine) (Joonis 1) ja see ei nõua üldse mingeid kõrge temperatuuriga järeltöötluse etappe ning funktsiooni minimaalne suurus on <1 µm.See läbimurre võimaldab kohandada juhtide, pooljuhtide disaini ja printimist ning isegi isolatsioonimaterjalide paigutust vastavalt mikroelektroonikaseadmete funktsioonidele, mis parandab oluliselt mikroelektroonikaseadmete printimise täpsust, paindlikkust ja juhitavust.Selle põhjal realiseeris uurimisrühm edukalt dioodide, memristorite ja füüsiliselt reprodutseerimata krüpteerimisahelate integreeritud laseriga otsekirjutamise (joonis 2).See tehnoloogia ühildub traditsioonilise tindiprinteri ja muude tehnoloogiatega ning seda loodetakse laiendada mitmesuguste P- ja N-tüüpi pooljuhtmetallide oksiidmaterjalide trükkimisele, pakkudes süstemaatiliselt uut meetodit keerukate, suuremahuliste, kolmemõõtmelised funktsionaalsed mikroelektroonilised seadmed.
Lõputöö:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Postitusaeg: 09.03.2023