Yang Liang kutató kutatócsoportja a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem Suzhou Institute for Advanced Study-jában új módszert dolgozott ki fém-oxid félvezető lézeres mikro-nano gyártáshoz, amely ZnO félvezető szerkezetek lézeres nyomtatását valósította meg szubmikronos pontossággal, és kombinálta. fémlézernyomtatással első ízben igazolta mikroelektronikai alkatrészek és áramkörök, például diódák, triódák, memristorok és titkosító áramkörök integrált lézeres közvetlen írását, így kiterjesztve a lézeres mikro-nano feldolgozás alkalmazási lehetőségeit a mikroelektronika területére is. a rugalmas elektronika, a fejlett érzékelők, az intelligens MEMS és más területek fontos alkalmazási lehetőségeket kínálnak. A kutatási eredmények a közelmúltban jelentek meg a "Nature Communications"-ben "Laser Printed Microelectronics" címmel.
A nyomtatott elektronika egy feltörekvő technológia, amely nyomtatási módszereket használ az elektronikai termékek gyártásához. Megfelel az új generációs elektronikai termékek rugalmasságának és személyre szabásának jellemzőinek, és új technológiai forradalmat fog hozni a mikroelektronikai iparban. Az elmúlt 20 évben a tintasugaras nyomtatás, a lézerrel indukált átvitel (LIFT) vagy más nyomtatási technikák nagy előrelépést tettek annak érdekében, hogy lehetővé tegyék funkcionális szerves és szervetlen mikroelektronikai eszközök gyártását tisztatéri környezet nélkül. A fenti nyomtatási módszerek jellemző mérete azonban általában tíz mikronos nagyságrendű, és gyakran magas hőmérsékletű utófeldolgozási folyamatot igényel, vagy több folyamat kombinációjára támaszkodik a funkcionális eszközök feldolgozásának elérése érdekében. A lézeres mikro-nano feldolgozási technológia a lézerimpulzusok és anyagok közötti nemlineáris kölcsönhatást használja fel, és olyan összetett funkcionális struktúrákat és additív gyártást tesz lehetővé, amelyeket hagyományos módszerekkel nehéz elérni 100 nm-nél kisebb pontossággal. A jelenlegi lézeres mikro-nano-gyártott szerkezetek többsége azonban egy polimer anyagból vagy fémből áll. A félvezető anyagok lézeres közvetlen írási módszereinek hiánya is megnehezíti a lézeres mikro-nano feldolgozási technológia alkalmazásának kiterjesztését a mikroelektronikai eszközök területére.
Ebben a dolgozatban Yang Liang kutató németországi és ausztrál kutatókkal együttműködve innovatív módon fejlesztette ki a lézernyomtatást, mint nyomtatási technológiát funkcionális elektronikai eszközökhöz, megvalósítva a félvezetőt (ZnO) és a vezetőt (különféle anyagok, például Pt és Ag kompozit lézernyomtatása) (1. ábra), és egyáltalán nem igényel magas hőmérsékletű utófeldolgozási folyamatot, és a minimális elemméret <1 µm. Ez az áttörés lehetővé teszi a vezetők, félvezetők tervezésének és nyomtatásának, sőt a szigetelőanyagok elrendezésének személyre szabását a mikroelektronikai eszközök funkcióinak megfelelően, ami nagymértékben javítja a nyomdai mikroelektronikai eszközök pontosságát, rugalmasságát, irányíthatóságát. Ennek alapján a kutatócsoport sikeresen megvalósította diódák, memrisztorok és fizikailag nem reprodukálható titkosító áramkörök integrált lézeres közvetlen írását (2. ábra). Ez a technológia kompatibilis a hagyományos tintasugaras nyomtatással és más technológiákkal, és várhatóan kiterjesztik a különböző P-típusú és N-típusú félvezető fém-oxid anyagok nyomtatására, szisztematikus új módszert biztosítva a komplex, nagy léptékű, háromdimenziós funkcionális mikroelektronikai eszközök.
Tézis:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Feladás időpontja: 2023.09.09