Výzkumná skupina výzkumníka Yang Lianga na Suzhou Institute for Advanced Study na University of Science and Technology of China vyvinula novou metodu pro mikro-nano výrobu polovodičových laserových oxidů kovů, která realizovala laserový tisk polovodičových struktur ZnO se submikronovou přesností a kombinovanou s kovovým laserovým tiskem poprvé ověřil integrovaný laserový přímý zápis mikroelektronických součástek a obvodů, jako jsou diody, triody, memristory a šifrovací obvody, čímž rozšířil aplikační scénáře laserového mikro-nano zpracování do oblasti mikroelektroniky, v flexibilní elektronika, pokročilé senzory, inteligentní MEMS a další obory mají důležité aplikační vyhlídky. Výsledky výzkumu byly nedávno publikovány v „Nature Communications“ pod názvem „Laser Printed Microelectronics“.
Tištěná elektronika je nově vznikající technologie, která využívá tiskových metod k výrobě elektronických produktů. Splňuje charakteristiky flexibility a personalizace nové generace elektronických produktů a přinese novou technologickou revoluci do mikroelektronického průmyslu. Za posledních 20 let zaznamenaly inkoustový tisk, laserem indukovaný přenos (LIFT) nebo jiné tiskové techniky velký pokrok, aby umožnily výrobu funkčních organických a anorganických mikroelektronických zařízení bez potřeby čistého prostředí. Typická velikost znaků výše uvedených tiskových metod je však obvykle v řádu desítek mikronů a často vyžaduje vysokoteplotní proces následného zpracování nebo se spoléhá na kombinaci více procesů, aby bylo dosaženo zpracování funkčních zařízení. Technologie laserového mikro-nano zpracování využívá nelineární interakci mezi laserovými pulzy a materiály a může dosáhnout složitých funkčních struktur a aditivní výroby zařízení, které je obtížné dosáhnout tradičními metodami s přesností <100 nm. Většina současných laserových mikro-nano-vyrobených struktur jsou však jednoduché polymerní materiály nebo kovové materiály. Nedostatek metod přímého laserového zápisu pro polovodičové materiály také ztěžuje rozšíření aplikace technologie laserového mikro-nano zpracování do oblasti mikroelektronických zařízení.
V této práci výzkumník Yang Liang ve spolupráci s výzkumníky v Německu a Austrálii inovativně vyvinul laserový tisk jako tiskovou technologii pro funkční elektronická zařízení, realizující polovodič (ZnO) a vodič (kompozitní laserový tisk různých materiálů jako Pt a Ag) (Obrázek 1) a nevyžaduje vůbec žádné kroky následného zpracování při vysoké teplotě a minimální velikost prvku je <1 µm. Tento průlom umožňuje přizpůsobit design a tisk vodičů, polovodičů a dokonce i rozložení izolačních materiálů podle funkcí mikroelektronických zařízení, což výrazně zlepšuje přesnost, flexibilitu a ovladatelnost tiskových mikroelektronických zařízení. Na tomto základě výzkumný tým úspěšně realizoval integrovaný laserový přímý zápis diod, memristorů a fyzicky nereprodukovatelných šifrovacích obvodů (obrázek 2). Tato technologie je kompatibilní s tradičním inkoustovým tiskem a dalšími technologiemi a očekává se, že bude rozšířena na tisk různých polovodičových kovových oxidových materiálů typu P a N, což poskytne systematickou novou metodu pro zpracování složitých, velkoobjemových, trojrozměrná funkční mikroelektronická zařízení.
teze:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Čas odeslání: březen-09-2023