Pētnieka Yang Liang pētniecības grupa Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes Sudžou Padziļināto pētījumu institūtā izstrādāja jaunu metodi metāla oksīda pusvadītāju lāzera mikro-nano ražošanai, kas realizēja ZnO pusvadītāju konstrukciju lāzerdruku ar submikronu precizitāti un kombinēja. tas ar metāla lāzerdruku pirmo reizi pārbaudīja mikroelektronisko komponentu un ķēžu, piemēram, diožu, triožu, memristoru un šifrēšanas shēmu integrēto lāzera tiešo rakstīšanu, tādējādi paplašinot lāzera mikro-nano apstrādes pielietojuma scenārijus mikroelektronikas jomā. elastīgai elektronikai, progresīviem sensoriem, viedajām MEMS un citām jomām ir svarīgas pielietojuma iespējas. Pētījuma rezultāti nesen tika publicēti "Nature Communications" ar nosaukumu "Laser Printed Microelectronics".
Drukāta elektronika ir jauna tehnoloģija, kas izmanto drukāšanas metodes elektronisko izstrādājumu ražošanai. Tas atbilst jaunās paaudzes elektronisko izstrādājumu elastības un personalizācijas īpašībām un radīs jaunu tehnoloģisku revolūciju mikroelektronikas nozarē. Pēdējo 20 gadu laikā tintes drukāšana, lāzera izraisīta pārnešana (LIFT) vai citas drukas metodes ir guvušas lielus panākumus, lai nodrošinātu funkcionālu organisko un neorganisko mikroelektronisko ierīču izgatavošanu bez tīras telpas vides. Tomēr iepriekšminēto drukāšanas metožu tipiskais iezīmju izmērs parasti ir desmitiem mikronu, un bieži vien ir nepieciešams augstas temperatūras pēcapstrādes process vai paļaujas uz vairāku procesu kombināciju, lai panāktu funkcionālu ierīču apstrādi. Lāzera mikro-nano apstrādes tehnoloģija izmanto nelineāru mijiedarbību starp lāzera impulsiem un materiāliem, un ar to var panākt sarežģītas funkcionālās struktūras un tādu ierīču aditīvu ražošanu, kuras ir grūti sasniegt ar tradicionālām metodēm ar precizitāti <100 nm. Tomēr lielākā daļa pašreizējo lāzera mikro-nano konstrukciju ir atsevišķi polimēru materiāli vai metāla materiāli. Lāzera tiešās rakstīšanas metožu trūkums pusvadītāju materiāliem apgrūtina arī lāzera mikro-nano apstrādes tehnoloģijas pielietojuma paplašināšanu mikroelektronisko ierīču jomā.
Šajā darbā pētnieks Jangs Liangs sadarbībā ar pētniekiem Vācijā un Austrālijā inovatīvi izstrādāja lāzerdruku kā drukas tehnoloģiju funkcionālām elektroniskām ierīcēm, realizējot pusvadītāju (ZnO) un vadītāju (dažādu materiālu, piemēram, Pt un Ag kompozītu lāzerdruku) (1. attēls), un tam vispār nav nepieciešamas nekādas augstas temperatūras pēcapstrādes procesa darbības, un minimālais objekta izmērs ir <1 µm. Šis sasniegums ļauj pielāgot vadītāju, pusvadītāju dizainu un drukāšanu un pat izolācijas materiālu izkārtojumu atbilstoši mikroelektronisko ierīču funkcijām, kas ievērojami uzlabo mikroelektronisko ierīču drukāšanas precizitāti, elastību un vadāmību. Pamatojoties uz to, pētnieku grupa veiksmīgi realizēja integrēto lāzera tiešo diožu, memristoru un fiziski neatkārtojamu šifrēšanas shēmu rakstīšanu (2. attēls). Šī tehnoloģija ir savietojama ar tradicionālo tintes drukāšanu un citām tehnoloģijām, un ir paredzams, ka tā tiks attiecināta uz dažādu P-veida un N-veida pusvadītāju metāla oksīda materiālu drukāšanu, nodrošinot sistemātisku jaunu metodi sarežģītu, liela mēroga, trīsdimensiju funkcionālās mikroelektroniskās ierīces.
Diplomdarbs:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Publicēšanas laiks: 09.03.2023