Pētnieka Janga Lianga pētījumu grupa Suzhou progresīvās pētījumu institūtā Ķīnas Universitātes un tehnoloģijas universitātē Ķīnā izstrādāja jaunu metodi metāla oksīda pusvadītāju lāzera mikro-nano ražošanai, kas realizēja ZnO pusvadītāju struktūras ar zemūdens precizitāti, un to apvienoja ar metālizdevu drukāšanu, kas ir integrēts, un to apvienoja ar metālizstrādājumu, un tas ir paredzēts. Piemēram, diodes, triodes, memristori un šifrēšanas shēmas, tādējādi paplašinot lāzera mikro-nano apstrādes pielietojuma scenārijus uz mikroelektronikas lauku, elastīgā elektronikā, uzlabotiem sensoriem, inteliģentiem MEMS un citām jomām ir svarīgas lietojumprogrammu izredzes. Pētījuma rezultāti nesen tika publicēti filmā "Nature Communications" ar nosaukumu "Laser drukāta mikroelektronika".
Drukātā elektronika ir jauna tehnoloģija, kas elektronisko produktu ražošanai izmanto drukāšanas metodes. Tas atbilst jaunās elektronisko produktu jaunās paaudzes elastības un personalizācijas īpašībām, un tas ienesīs jaunu tehnoloģisko revolūciju mikroelektronikas nozarei. Pēdējo 20 gadu laikā tintes drukāšana, lāzera izraisīta pārnešana (pacēlāja) vai citas drukas metodes ir veikušas lielus soļus, lai varētu izgatavot funkcionālās organiskās un neorganiskās mikroelektroniskās ierīces, neprasot tīras telpas vidi. Tomēr iepriekšminēto drukāšanas metožu tipiskais īpašības lielums parasti ir desmitiem mikronu secībā, un tas bieži prasa augstu temperatūru pēcapstrādes procesā vai arī paļaujas uz vairāku procesu kombināciju, lai panāktu funkcionālo ierīču apstrādi. Lāzera mikro-nano apstrādes tehnoloģija izmanto nelineāru mijiedarbību starp lāzera impulsiem un materiāliem, un tā var sasniegt sarežģītas funkcionālās struktūras un ierīču piedevas, kuras ir grūti sasniegt ar tradicionālajām metodēm ar precizitāti <100 nm. Tomēr lielākā daļa pašreizējo lāzera mikro-nano-fabisko struktūru ir atsevišķi polimēru materiāli vai metāla materiāli. Lāzera tiešās rakstīšanas metožu trūkums pusvadītāju materiāliem arī apgrūtina lāzera mikro-nano apstrādes tehnoloģijas pielietošanu mikroelektronisko ierīču jomā.
Šajā darbā pētnieks Jangs Liangs sadarbībā ar pētniekiem Vācijā un Austrālijā novatoriski izstrādāja lāzera drukāšanu kā drukas tehnoloģiju funkcionālām elektroniskām ierīcēm, realizējot pusvadītāju (ZnO) un vadītāju (saliktais lāzera drukāšana dažādiem materiāliem, piemēram, Pt un Ag) (1. attēls), un tas nav nepieciešams. Šis izrāviens ļauj pielāgot vadītāju, pusvadītāju un pat izolācijas materiālu izkārtojumu atbilstoši mikroelektronisko ierīču funkcijām, kas ievērojami uzlabo drukāšanas mikroelektronisko ierīču precizitāti, elastību un vadāmību. Pamatojoties uz to, pētījumu grupa veiksmīgi saprata diožu, memristoru un fiziski neatkārtojamu šifrēšanas shēmu integrēto lāzera tiešo rakstīšanu (2. attēls). Šī tehnoloģija ir savietojama ar tradicionālo tintes drukāšanu un citām tehnoloģijām, un paredzams, ka tā tiks paplašināta līdz dažādu P veida un N veida pusvadītāju metāla oksīda materiālu drukāšanai, nodrošinot sistemātisku jaunu metodi sarežģītu, lielas, trīsdimensiju funkcionālu mikroelektronisko ierīču apstrādei.
Tēze: https: //www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Pasta laiks: Mar-09-2023