| spectrum.ieee.org

Лазерні друковані транзистори з полікристалічного кремнію на папері

Напрям друкованої електроніки останнім часом розвивається бурхливими темпами, і вже дозволяє створювати гнучкі електронні схеми, дисплеї, які можна згорнути в трубочку, і багато іншого, що неможливо виготовити за допомогою методів виробництва традиційної "твердої" електроніки. Однак, при друку електронних схем використовуються органічні, метало-оксидні або напівпровідникові чорнила на основі інших матеріалів. Але, на жаль, електронні властивості всіх вищезазначених матеріалів виглядають досить блідо на тлі електронних властивостей кремнію. Але нещодавно вчені розробили метод друку кремнієвих електронних схем, що уможливлює виробництво в промислових масштабах і за допомогою якого можна буде створювати повноцінні електронні пристрої, надруковані на різних матеріалах, у тому числі і на папері.



Технології кремнієвого друку були відомі вченим вже протягом деякого часу, але отримання чистого або легованого кремнію з рідких полісіланових чорнил вимагає нагріву цього матеріалу до температур десь 350 градусів за шкалою Цельсія. Це занадто велика температура для того, щоб її витримали папір і більшість полімерних матеріалів, з яких виготовляються тонкі підкладки для друкованої електроніки.

Нова технологія, розроблена групою дослідників з Delft University of Technology, Нідерланди, і японського Інституту Advanced Institute of Science and Technology, AIST розробили метод кремнієвого друку, в якому відсутня необхідність високотемпературного нагріву.

Ключем технології є спеціальний папір або полімер, на поверхню якої у безкисневому і сухиому середовищі нанесено шар рідкого полісілана. Після цього на поверхню підготовленої паперу наноситься малюнок майбутньої електронної схеми за допомогою ексимерного лазера, інструменту, що використовується у виробництві панелей рідкокристалічних дисплеїв для смартфонів і іншої електроніки. Тривалість імпульсу такого лазера становить усього кілька десятків наносекунд, його енергії достатньо для перетворення кремнію в кристалічну форму не змінює при цьому матеріал підкладки.

Створена лазером кремнієва плівка має товщину близько 200 нанометрів і їй потрібна подальша обробка при температурі близько 150 градусів Цельсія. Вироблені в такий спосіб тонкоплівкові кремнієві транзистори, за заявою дослідників, демонструють характеристики, що не відрізняються від характеристик транзисторів на чіпах традиційних інтегральних схем.

Виконана дослідниками робота може привести до розробки технології виробництва дешевої, гнучкою і високопродуктивної електроніки, яка, до того ж, досить добре піддається утилізації. Створені таким способом кремнієві електронні схеми можуть бути ефективно використані в сонячних батареях, в мікро електроніці, в технологіях радіочастотної ідентифікації і в трильйони приладів, з яких в недалекому майбутньому буде складатися так званий Інтернет Речей (Internet of Things).
Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль