მკვლევარ იან ლიანგის კვლევითმა ჯგუფმა ჩინეთის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტის სუჟოუს გაფართოებული კვლევების ინსტიტუტში შეიმუშავა ახალი მეთოდი ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარული ლაზერული მიკრო-ნანო წარმოებისთვის, რომელმაც განახორციელა ZnO ნახევარგამტარული სტრუქტურების ლაზერული ბეჭდვა სუბმიკრონის სიზუსტით და კომბინირებული. მან ლითონის ლაზერული ბეჭდვით, პირველად გადაამოწმა მიკროელექტრონული კომპონენტებისა და სქემების ინტეგრირებული ლაზერული პირდაპირი ჩაწერა, როგორიცაა დიოდები, ტრიოდები, მემრისტორები და დაშიფვრის სქემები, რითაც გააფართოვა ლაზერული მიკრო-ნანო დამუშავების სცენარები მიკროელექტრონიის სფეროში. მოქნილ ელექტრონიკას, მოწინავე სენსორებს, ინტელექტუალურ MEMS-ს და სხვა სფეროებს მნიშვნელოვანი აპლიკაციის პერსპექტივები აქვთ. კვლევის შედეგები ცოტა ხნის წინ გამოქვეყნდა "Nature Communications"-ში სათაურით "Laser Printed Microelectronics".
ბეჭდური ელექტრონიკა არის განვითარებადი ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს ბეჭდვის მეთოდებს ელექტრონული პროდუქტების წარმოებისთვის. იგი აკმაყოფილებს ახალი თაობის ელექტრონული პროდუქტების მოქნილობისა და პერსონალიზაციის მახასიათებლებს და ახალ ტექნოლოგიურ რევოლუციას მოუტანს მიკროელექტრონული ინდუსტრიაში. ბოლო 20 წლის განმავლობაში ჭავლური ბეჭდვა, ლაზერული გადაცემის (LIFT) ან სხვა ბეჭდვის ტექნიკამ მიაღწია წინსვლას ფუნქციური ორგანული და არაორგანული მიკროელექტრონული მოწყობილობების დამზადების მიზნით სუფთა ოთახის გარემოს საჭიროების გარეშე. თუმცა, ზემოაღნიშნული ბეჭდვის მეთოდების ტიპიური მახასიათებლის ზომა, როგორც წესი, არის ათობით მიკრონის ბრძანებით და ხშირად მოითხოვს მაღალი ტემპერატურის შემდგომ დამუშავების პროცესს, ან ეყრდნობა მრავალი პროცესის კომბინაციას ფუნქციური მოწყობილობების დამუშავების მისაღწევად. ლაზერული მიკრო-ნანო დამუშავების ტექნოლოგია იყენებს ლაზერულ იმპულსებსა და მასალებს შორის არაწრფივ ურთიერთქმედებას და შეუძლია მიაღწიოს კომპლექსურ ფუნქციურ სტრუქტურებს და მოწყობილობების დანამატის წარმოებას, რომელთა მიღწევა რთულია ტრადიციული მეთოდებით <100 ნმ სიზუსტით. თუმცა, ამჟამინდელი ლაზერული მიკრო-ნანო-ფაბრიკირებული სტრუქტურების უმეტესობა არის ერთჯერადი პოლიმერული მასალები ან ლითონის მასალები. ნახევარგამტარული მასალების ლაზერული პირდაპირი წერის მეთოდების ნაკლებობა ასევე ართულებს ლაზერული მიკრო-ნანო დამუშავების ტექნოლოგიის გამოყენების გაფართოებას მიკროელექტრონული მოწყობილობების სფეროში.
ამ დისერტაციაში მკვლევარმა იანგ ლიანგმა, გერმანიისა და ავსტრალიის მკვლევარებთან თანამშრომლობით, ინოვაციურად შეიმუშავა ლაზერული ბეჭდვა, როგორც ფუნქციური ელექტრონული მოწყობილობების ბეჭდვის ტექნოლოგია, ნახევარგამტარული (ZnO) და დირიჟორის (სხვადასხვა მასალების კომპოზიტური ლაზერული ბეჭდვა, როგორიცაა Pt და Ag) (სურათი 1) და საერთოდ არ საჭიროებს რაიმე მაღალტემპერატურულ დამუშავების შემდგომი პროცესის საფეხურებს და ფუნქციის მინიმალური ზომა არის <1 μm. ეს გარღვევა შესაძლებელს ხდის დირიჟორების, ნახევარგამტარების და საიზოლაციო მასალების განლაგების მორგებას მიკროელექტრონული მოწყობილობების ფუნქციების მიხედვით, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს მიკროელექტრონული მოწყობილობების ბეჭდვის სიზუსტეს, მოქნილობას და მართვადობას. ამ საფუძველზე, კვლევითმა ჯგუფმა წარმატებით გააცნობიერა დიოდების, მემრისტორების და ფიზიკურად არარეპროდუცირებადი დაშიფვრის სქემების ინტეგრირებული ლაზერული პირდაპირი ჩაწერა (სურათი 2). ეს ტექნოლოგია თავსებადია ტრადიციულ ჭავლურ ბეჭდვასა და სხვა ტექნოლოგიებთან და მოსალოდნელია გავრცელდეს სხვადასხვა P- და N-ტიპის ნახევარგამტარული ლითონის ოქსიდის მასალების ბეჭდვაზე, რაც უზრუნველყოფს კომპლექსური, ფართომასშტაბიანი დამუშავების სისტემატურ ახალ მეთოდს. სამგანზომილებიანი ფუნქციური მიკროელექტრონული მოწყობილობები.
ნაშრომი:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
გამოქვეყნების დრო: მარ-09-2023