Raziskovalna skupina raziskovalca Yanga Lianga na Inštitutu za napredne študije Suzhou na Univerzi za znanost in tehnologijo Kitajske je razvila novo metodo za lasersko mikro-nano proizvodnjo polprevodniških kovinskih oksidov, ki je uresničila lasersko tiskanje ZnO polprevodniških struktur s submikronsko natančnostjo in združila s kovinskim laserskim tiskanjem je prvič preveril integrirano lasersko neposredno pisanje mikroelektronskih komponent in vezij, kot so diode, triode, memristorji in šifrirna vezja, s čimer je razširil scenarije uporabe laserske mikro-nano obdelave na področje mikroelektronike, v prilagodljiva elektronika, napredni senzorji, inteligentni MEMS in druga področja imajo pomembne možnosti uporabe.Rezultati raziskave so bili nedavno objavljeni v "Nature Communications" pod naslovom "Laser Printed Microelectronics".
Tiskana elektronika je nastajajoča tehnologija, ki uporablja metode tiskanja za izdelavo elektronskih izdelkov.Izpolnjuje značilnosti prilagodljivosti in personalizacije nove generacije elektronskih izdelkov in bo v mikroelektronsko industrijo prinesel novo tehnološko revolucijo.V zadnjih 20 letih so brizgalno tiskanje, lasersko inducirani prenos (LIFT) ali druge tehnike tiskanja močno napredovale, da bi omogočile izdelavo funkcionalnih organskih in anorganskih mikroelektronskih naprav brez potrebe po okolju čistih prostorov.Vendar pa je značilna velikost značilnosti zgornjih metod tiskanja običajno reda velikosti desetine mikronov in pogosto zahteva visokotemperaturni naknadni postopek obdelave ali pa se zanaša na kombinacijo več procesov, da se doseže obdelava funkcionalnih naprav.Tehnologija laserske mikro-nano obdelave uporablja nelinearno interakcijo med laserskimi impulzi in materiali ter lahko doseže zapletene funkcionalne strukture in aditivno proizvodnjo naprav, ki jih je težko doseči s tradicionalnimi metodami z natančnostjo <100 nm.Vendar pa je večina trenutnih laserskih mikro-nano izdelanih struktur enojni polimerni materiali ali kovinski materiali.Pomanjkanje metod laserskega neposrednega pisanja za polprevodniške materiale prav tako otežuje razširitev uporabe laserske mikro-nano procesne tehnologije na področje mikroelektronskih naprav.
V tem diplomskem delu je raziskovalec Yang Liang v sodelovanju z raziskovalci v Nemčiji in Avstraliji inovativno razvil lasersko tiskanje kot tehnologijo tiskanja za funkcionalne elektronske naprave, ki izdelujejo polprevodnike (ZnO) in prevodnike (kompozitni laserski tisk različnih materialov, kot sta Pt in Ag) (Slika 1) in sploh ne zahteva nobenih korakov naknadne obdelave pri visoki temperaturi, najmanjša velikost elementa pa je <1 µm.Ta preboj omogoča prilagoditev oblikovanja in tiskanja prevodnikov, polprevodnikov in celo postavitve izolacijskih materialov glede na funkcije mikroelektronskih naprav, kar močno izboljša natančnost, prilagodljivost in nadzorljivost tiskalnih mikroelektronskih naprav.Na tej podlagi je raziskovalna skupina uspešno realizirala integrirano lasersko direktno pisanje diod, memristorjev in fizično neponovljivih šifrirnih vezij (slika 2).Ta tehnologija je združljiva s tradicionalnim brizgalnim tiskanjem in drugimi tehnologijami ter se pričakuje, da bo razširjena na tiskanje različnih polprevodniških kovinskih oksidnih materialov tipa P in N, kar bo zagotovilo sistematično novo metodo za obdelavo kompleksnih, obsežnih, tridimenzionalne funkcionalne mikroelektronske naprave.
Diplomsko delo:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Čas objave: mar-09-2023