Даследчая група Ян Ляна з Інстытута перспектыўных даследаванняў Сучжоу пры Універсітэце навукі і тэхнікі Кітая распрацавала новы метад вытворчасці мікра-нана лазера з металааксідных паўправаднікоў, які рэалізаваў лазерную друк паўправадніковых структур ZnO з субмікроннай дакладнасцю і аб'яднаў ён з металічным лазерным друкам упершыню праверыў інтэграваную лазерную прамую запіс мікраэлектронных кампанентаў і схем, такіх як дыёды, трыёды, мемрыстары і схемы шыфравання, пашырыўшы такім чынам сцэнарыі прымянення лазернай апрацоўкі мікра-нана ў вобласці мікраэлектронікі, у гнуткая электроніка, удасканаленыя датчыкі, інтэлектуальныя MEMS і іншыя сферы маюць важныя перспектывы прымянення.Вынікі даследавання былі нядаўна апублікаваныя ў "Nature Communications" пад назвай "Laser Printed Microelectronics".
Друкаваная электроніка - гэта новая тэхналогія, якая выкарыстоўвае метады друку для вытворчасці электронных прадуктаў.Ён адпавядае характарыстыкам гнуткасці і персаналізацыі электронных прадуктаў новага пакалення і прынясе новую тэхналагічную рэвалюцыю ў індустрыю мікраэлектронікі.За апошнія 20 гадоў струйная друк, лазерна-індукаваны перанос (LIFT) або іншыя метады друку дасягнулі вялікіх поспехаў у стварэнні функцыянальных арганічных і неарганічных мікраэлектронных прылад без неабходнасці выкарыстання чыстых памяшканняў.Тым не менш, тыповы памер асаблівасцей вышэйзгаданых метадаў друку звычайна складае дзясяткі мікрон і часта патрабуе высокатэмпературнага працэсу пост-апрацоўкі або абапіраецца на спалучэнне некалькіх працэсаў для дасягнення апрацоўкі функцыянальных прылад.Тэхналогія лазернай апрацоўкі мікра-нана выкарыстоўвае нелінейнае ўзаемадзеянне паміж лазернымі імпульсамі і матэрыяламі і дазваляе ствараць складаныя функцыянальныя структуры і вырабляць прылады з дадаткамі, што цяжка дасягнуць традыцыйнымі метадамі з дакладнасцю <100 нм.Тым не менш, большасць сучасных лазерных мікра-нана-вырабленых структур - гэта адзінкавыя палімерныя матэрыялы або металічныя матэрыялы.Адсутнасць метадаў лазернай прамой запісу для паўправадніковых матэрыялаў таксама ўскладняе пашырэнне прымянення тэхналогіі апрацоўкі лазерных мікра-нана ў вобласці мікраэлектронных прылад.
У гэтай дысертацыі даследчык Ян Лян у супрацоўніцтве з даследчыкамі з Германіі і Аўстраліі распрацаваў наватарскі лазерны друк як тэхналогію друку для функцыянальных электронных прылад, якія вырабляюць паўправаднік (ZnO) і праваднік (кампазітны лазерны друк розных матэрыялаў, такіх як Pt і Ag). (Малюнак 1), і ўвогуле не патрабуе этапаў высокатэмпературнай пост-апрацоўкі, а мінімальны памер элемента складае <1 мкм.Гэты прарыў дазваляе наладжваць дызайн і друк праваднікоў, паўправаднікоў і нават кампаноўку ізаляцыйных матэрыялаў у адпаведнасці з функцыямі мікраэлектронных прылад, што значна павышае дакладнасць, гнуткасць і кіравальнасць друкуючымі мікраэлектроннымі прыладамі.На гэтай аснове даследчая група паспяхова рэалізавала інтэграваную лазерную прамую запіс дыёдаў, мемрыстараў і фізічна неўзнаўляльных схем шыфравання (малюнак 2).Гэтая тэхналогія сумяшчальная з традыцыйным струйным друкам і іншымі тэхналогіямі і, як чакаецца, будзе пашырана для друку розных аксідных металаў паўправадніковых матэрыялаў P-тыпу і N-тыпу, забяспечваючы новы сістэматычны метад апрацоўкі складаных, буйнамаштабных, трохмерныя функцыянальныя мікраэлектронныя прылады.
Дыпломная праца:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Час публікацыі: 9 сакавіка 2023 г