Forsker Yang Liangs forskningsgruppe ved Suzhou Institute for Advanced Study ved University of Science and Technology i Kina udviklede en ny metode til metaloxid-halvlederlaser mikro-nano-fremstilling, som realiserede laserudskrivning af ZnO-halvlederstrukturer med submikron-præcision, og kombinerede det med metallaserudskrivning, verificerede for første gang den integrerede laser-direkte skrivning af mikroelektroniske komponenter og kredsløb såsom dioder, trioder, memristorer og krypteringskredsløb, og udvidede dermed anvendelsesscenarierne for laser mikro-nano-behandling til området for mikroelektronik, i fleksibel elektronik, avancerede sensorer, Intelligent MEMS og andre områder har vigtige anvendelsesmuligheder.Forskningsresultaterne blev for nylig offentliggjort i "Nature Communications" under titlen "Laser Printed Microelectronics".
Trykt elektronik er en ny teknologi, der bruger udskrivningsmetoder til at fremstille elektroniske produkter.Det opfylder kendetegnene for fleksibilitet og personalisering af den nye generation af elektroniske produkter og vil bringe en ny teknologisk revolution til mikroelektronikindustrien.I løbet af de sidste 20 år har inkjetprint, laser-induceret overførsel (LIFT) eller andre printteknikker gjort store fremskridt for at muliggøre fremstillingen af funktionelle organiske og uorganiske mikroelektroniske enheder uden behov for et renrumsmiljø.Imidlertid er den typiske egenskabsstørrelse for ovennævnte udskrivningsmetoder sædvanligvis i størrelsesordenen titusvis af mikrometer og kræver ofte en højtemperatur-efterbehandlingsproces eller er afhængig af en kombination af flere processer for at opnå behandling af funktionelle enheder.Laser mikro-nano behandlingsteknologi udnytter den ikke-lineære interaktion mellem laserimpulser og materialer og kan opnå komplekse funktionelle strukturer og additiv fremstilling af enheder, der er vanskelige at opnå ved traditionelle metoder med en præcision på <100 nm.Men de fleste af de nuværende laser mikro-nano-fremstillede strukturer er enkelt polymer materialer eller metal materialer.Manglen på laser-direkte-skrivemetoder til halvledermaterialer gør det også vanskeligt at udvide anvendelsen af lasermikro-nano-behandlingsteknologi til området for mikroelektroniske enheder.
I dette speciale udviklede forsker Yang Liang i samarbejde med forskere i Tyskland og Australien innovativt laserprint som en printteknologi til funktionelle elektroniske enheder, realisering af halvleder (ZnO) og leder (Komposit laserprint af forskellige materialer såsom Pt og Ag) (Figur 1), og kræver ikke nogen højtemperatur-efterbehandlingsprocestrin overhovedet, og den mindste funktionsstørrelse er <1 µm.Dette gennembrud gør det muligt at tilpasse designet og udskrivningen af ledere, halvledere og endda layoutet af isoleringsmaterialer i overensstemmelse med funktionerne i mikroelektroniske enheder, hvilket i høj grad forbedrer nøjagtigheden, fleksibiliteten og kontrollerbarheden af udskrivning af mikroelektroniske enheder.På dette grundlag realiserede forskerholdet med succes den integrerede laser direkte skrivning af dioder, memristorer og fysisk ikke-reproducerbare krypteringskredsløb (figur 2).Denne teknologi er kompatibel med traditionel inkjet-printning og andre teknologier og forventes at blive udvidet til udskrivning af forskellige P-type og N-type halvledermetaloxidmaterialer, hvilket giver en systematisk ny metode til behandling af komplekse, storskala, tredimensionelle funktionelle mikroelektroniske enheder.
Afhandling:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Posttid: Mar-09-2023