Výskumná skupina výskumníka Yang Liang na Inštitúte pre pokročilé štúdium v Suzhou na Čínskej univerzite vedy a technológie vyvinula novú metódu výroby polovodičových mikro-nano laserov na báze oxidu kovu, ktorá realizovala laserovú tlač polovodičových štruktúr ZnO so submikrónovou presnosťou a kombinovanú. to s kovovou laserovou tlačou prvýkrát overilo integrovaný laserový priamy zápis mikroelektronických komponentov a obvodov, ako sú diódy, triódy, memristory a šifrovacie obvody, čím sa aplikačné scenáre laserového mikro-nano spracovania rozšírili aj do oblasti mikroelektroniky, v r. flexibilná elektronika, pokročilé senzory, inteligentné MEMS a ďalšie oblasti majú dôležité aplikačné vyhliadky.Výsledky výskumu boli nedávno publikované v „Nature Communications“ pod názvom „Laser Printed Microelectronics“.
Tlačená elektronika je nová technológia, ktorá využíva metódy tlače na výrobu elektronických produktov.Spĺňa charakteristiky flexibility a personalizácie novej generácie elektronických produktov a prinesie novú technologickú revolúciu do mikroelektronického priemyslu.Za posledných 20 rokov urobili atramentová tlač, laserom indukovaný prenos (LIFT) alebo iné tlačové techniky veľký pokrok, aby umožnili výrobu funkčných organických a anorganických mikroelektronických zariadení bez potreby prostredia v čistých priestoroch.Typická veľkosť znakov vyššie uvedených spôsobov tlače je však zvyčajne rádovo v desiatkach mikrónov a často vyžaduje vysokoteplotný proces dodatočného spracovania alebo sa spolieha na kombináciu viacerých procesov na dosiahnutie spracovania funkčných zariadení.Technológia laserového mikro-nano spracovania využíva nelineárnu interakciu medzi laserovými impulzmi a materiálmi a môže dosiahnuť zložité funkčné štruktúry a aditívnu výrobu zariadení, ktoré je ťažké dosiahnuť tradičnými metódami s presnosťou <100 nm.Avšak väčšina súčasných laserových mikro-nano-vyrobených štruktúr sú jednoduché polymérne materiály alebo kovové materiály.Nedostatok metód priameho laserového zapisovania pre polovodičové materiály tiež sťažuje rozšírenie aplikácie technológie laserového mikro-nano spracovania do oblasti mikroelektronických zariadení.
V tejto diplomovej práci výskumník Yang Liang v spolupráci s výskumníkmi v Nemecku a Austrálii inovatívne vyvinul laserovú tlač ako technológiu tlače pre funkčné elektronické zariadenia, pričom realizoval polovodičovú (ZnO) a vodičovú (kompozitná laserová tlač rôznych materiálov ako Pt a Ag) (Obrázok 1) a nevyžaduje si žiadne kroky následného spracovania pri vysokej teplote a minimálna veľkosť prvku je <1 µm.Tento prelom umožňuje prispôsobiť dizajn a tlač vodičov, polovodičov a dokonca aj rozloženie izolačných materiálov podľa funkcií mikroelektronických zariadení, čo výrazne zlepšuje presnosť, flexibilitu a ovládateľnosť tlačových mikroelektronických zariadení.Na tomto základe výskumný tím úspešne zrealizoval integrovaný laserový priamy zápis diód, memristorov a fyzicky nereprodukovateľných šifrovacích obvodov (obrázok 2).Táto technológia je kompatibilná s tradičnou atramentovou tlačou a inými technológiami a očakáva sa, že bude rozšírená na tlač rôznych polovodičových kovových oxidových materiálov typu P a N, čím sa zabezpečí nová systematická metóda na spracovanie zložitých, veľkorozmerných, trojrozmerné funkčné mikroelektronické zariadenia.
Diplomová práca:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Čas odoslania: Mar-09-2023