Navorser Yang Liang se navorsingsgroep by die Suzhou Instituut vir Gevorderde Studie aan die Universiteit van Wetenskap en Tegnologie van China het 'n nuwe metode ontwikkel vir metaaloksied halfgeleier laser mikro-nano vervaardiging, wat die laserdruk van ZnO halfgeleier strukture met submikron presisie gerealiseer het, en gekombineer dit met metaallaserdrukwerk, het vir die eerste keer die geïntegreerde laser-direkte skryf van mikro-elektroniese komponente en stroombane soos diodes, triodes, memristors en enkripsiekringe geverifieer, en sodoende die toepassingscenario's van laser mikro-nano-verwerking uitgebrei na die veld van mikro-elektronika, in buigsame elektronika, gevorderde sensors, Intelligente MEMS en ander velde het belangrike toepassingsvooruitsigte. Die navorsingsresultate is onlangs gepubliseer in "Nature Communications" onder die titel "Laser Printed Microelectronics".
Gedrukte elektronika is 'n opkomende tegnologie wat drukmetodes gebruik om elektroniese produkte te vervaardig. Dit voldoen aan die kenmerke van buigsaamheid en verpersoonliking van die nuwe generasie elektroniese produkte, en sal 'n nuwe tegnologiese revolusie na die mikro-elektroniese industrie bring. Oor die afgelope 20 jaar het inkjet-drukwerk, laser-geïnduseerde oordrag (LIFT) of ander druktegnieke groot vordering gemaak om die vervaardiging van funksionele organiese en anorganiese mikro-elektroniese toestelle moontlik te maak sonder die behoefte aan 'n skoonkamer-omgewing. Die tipiese kenmerkgrootte van die bogenoemde drukmetodes is egter gewoonlik in die orde van tientalle mikrons, en vereis dikwels 'n hoëtemperatuur-naverwerkingsproses, of maak staat op 'n kombinasie van veelvuldige prosesse om die verwerking van funksionele toestelle te bereik. Laser mikro-nano verwerkingstegnologie gebruik die nie-lineêre interaksie tussen laserpulse en materiale, en kan komplekse funksionele strukture en bykomende vervaardiging van toestelle bereik wat moeilik bereikbaar is deur tradisionele metodes met 'n presisie van <100 nm. Die meeste van die huidige laser-mikro-nano-vervaardigde strukture is egter enkelpolimeermateriale of metaalmateriale. Die gebrek aan laser-direkte skryfmetodes vir halfgeleiermateriale maak dit ook moeilik om die toepassing van laser-mikro-nano-verwerkingstegnologie na die veld van mikro-elektroniese toestelle uit te brei.
In hierdie tesis het navorser Yang Liang, in samewerking met navorsers in Duitsland en Australië, laserdruk innoverend ontwikkel as 'n druktegnologie vir funksionele elektroniese toestelle, realisering van halfgeleier (ZnO) en geleier (Saamgestelde laserdruk van verskeie materiale soos Pt en Ag) (Figuur 1), en vereis glad nie enige hoëtemperatuur-naverwerkingsprosesstappe nie, en die minimum kenmerkgrootte is <1 µm. Hierdie deurbraak maak dit moontlik om die ontwerp en druk van geleiers, halfgeleiers en selfs die uitleg van isolerende materiale aan te pas volgens die funksies van mikro-elektroniese toestelle, wat die akkuraatheid, buigsaamheid en beheerbaarheid van die druk van mikro-elektroniese toestelle aansienlik verbeter. Op hierdie basis het die navorsingspan die geïntegreerde laser direkte skryf van diodes, memristors en fisies nie-reproduceerbare enkripsiekringe suksesvol gerealiseer (Figuur 2). Hierdie tegnologie is versoenbaar met tradisionele inkjet-drukwerk en ander tegnologieë, en sal na verwagting uitgebrei word na die druk van verskeie P-tipe en N-tipe halfgeleier metaaloksied materiale, wat 'n sistematiese nuwe metode bied vir die verwerking van komplekse, grootskaalse, driedimensionele funksionele mikro-elektroniese toestelle.
Proefskrif:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Postyd: Mrt-09-2023