Forsker Yang Liangs forskningsgruppe ved Suzhou Institute for Advanced Study ved University of Science and Technology of China utviklet en ny metode for metalloksid-halvlederlaser-mikronanano-produksjon, som realiserte laserutskrift av ZnO-halvlederstrukturer med submikron presisjon, og kombinerte den med metalllaserutskrift , for første gang verifisert den integrerte laserdirekteskrivingen av mikroelektroniske komponenter og kretser som dioder, trioder, memristorer og krypteringskretser, og utvidet dermed applikasjonsscenariene for laser mikro-nano-behandling til feltet mikroelektronikk, i fleksibel elektronikk, avanserte sensorer, Intelligent MEMS og andre felt har viktige applikasjonsmuligheter.Forskningsresultatene ble nylig publisert i «Nature Communications» under tittelen «Laser Printed Microelectronics».
Trykt elektronikk er en fremvoksende teknologi som bruker utskriftsmetoder for å produsere elektroniske produkter.Den oppfyller egenskapene til fleksibilitet og personalisering av den nye generasjonen elektroniske produkter, og vil bringe en ny teknologisk revolusjon til mikroelektronikkindustrien.I løpet av de siste 20 årene har blekkskriving, laserindusert overføring (LIFT) eller andre utskriftsteknikker gjort store fremskritt for å muliggjøre fabrikasjon av funksjonelle organiske og uorganiske mikroelektroniske enheter uten behov for et renromsmiljø.Imidlertid er den typiske egenskapsstørrelsen til de ovennevnte utskriftsmetodene vanligvis i størrelsesorden titalls mikron, og krever ofte en høytemperatur etterbehandlingsprosess, eller er avhengig av en kombinasjon av flere prosesser for å oppnå behandling av funksjonelle enheter.Laser mikro-nano prosesseringsteknologi utnytter den ikke-lineære interaksjonen mellom laserpulser og materialer, og kan oppnå komplekse funksjonelle strukturer og additiv produksjon av enheter som er vanskelig å oppnå med tradisjonelle metoder med en presisjon på <100 nm.Imidlertid er de fleste av dagens laser mikro-nano-fabrikerte strukturer enkeltpolymermaterialer eller metallmaterialer.Mangelen på laser direkte skrivemetoder for halvledermaterialer gjør det også vanskelig å utvide anvendelsen av laser mikro-nano prosesseringsteknologi til feltet av mikroelektroniske enheter.
I denne oppgaven utviklet forsker Yang Liang, i samarbeid med forskere i Tyskland og Australia, innovativt laserutskrift som en utskriftsteknologi for funksjonelle elektroniske enheter, realisering av halvleder (ZnO) og leder (Kompositt laserutskrift av ulike materialer som Pt og Ag) (Figur 1), og krever ingen høytemperatur-etterbehandlingsprosesstrinn i det hele tatt, og minste funksjonsstørrelse er <1 µm.Dette gjennombruddet gjør det mulig å tilpasse design og utskrift av ledere, halvledere og til og med utformingen av isolasjonsmaterialer i henhold til funksjonene til mikroelektroniske enheter, noe som i stor grad forbedrer nøyaktigheten, fleksibiliteten og kontrollerbarheten til utskrift av mikroelektroniske enheter.På dette grunnlaget realiserte forskerteamet den integrerte laserdirekteskrivingen av dioder, memristorer og fysisk ikke-reproduserbare krypteringskretser (Figur 2).Denne teknologien er kompatibel med tradisjonell blekkskriving og andre teknologier, og forventes å bli utvidet til utskrift av forskjellige P-type og N-type halvledermetalloksidmaterialer, og gir en systematisk ny metode for prosessering av komplekse, storskala, tredimensjonale funksjonelle mikroelektroniske enheter.
Avhandling:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Innleggstid: Mar-09-2023