O grupo de investigación do investigador Yang Liang no Instituto de Estudos Avanzados de Suzhou da Universidade de Ciencia e Tecnoloxía de China desenvolveu un novo método para a fabricación de micro-nano láser de semicondutores de óxido metálico, que realizou a impresión con láser de estruturas de semicondutores de ZnO cunha precisión submicrónica e combinou con impresión láser metálico, comprobouse por primeira vez a escritura directa láser integrada de compoñentes e circuítos microelectrónicos como díodos, triodos, memristores e circuítos de cifrado, estendendo así os escenarios de aplicación do procesamento micro-nano láser ao campo da microelectrónica, en a electrónica flexible, os sensores avanzados, os MEMS intelixentes e outros campos teñen importantes perspectivas de aplicación. Os resultados da investigación publicáronse recentemente en "Nature Communications" baixo o título "Laser Printed Microelectronics".
A electrónica impresa é unha tecnoloxía emerxente que utiliza métodos de impresión para fabricar produtos electrónicos. Cumpre as características de flexibilidade e personalización da nova xeración de produtos electrónicos, e traerá unha nova revolución tecnolóxica á industria da microelectrónica. Durante os últimos 20 anos, a impresión por inxección de tinta, a transferencia inducida por láser (LIFT) ou outras técnicas de impresión fixeron grandes avances para permitir a fabricación de dispositivos microelectrónicos orgánicos e inorgánicos funcionais sen necesidade dun ambiente de sala limpa. Non obstante, o tamaño das características típicas dos métodos de impresión anteriores adoita ser da orde de decenas de micras, e moitas veces require un proceso de post-procesamento a alta temperatura ou depende dunha combinación de múltiples procesos para conseguir o procesamento de dispositivos funcionais. A tecnoloxía de procesamento micro-nano con láser utiliza a interacción non lineal entre os pulsos e os materiais láser, e pode lograr estruturas funcionais complexas e fabricación aditiva de dispositivos que son difíciles de conseguir mediante métodos tradicionais cunha precisión de <100 nm. Non obstante, a maioría das estruturas micro-nano-fabricadas con láser actuais son materiais de polímero único ou materiais metálicos. A falta de métodos de escritura directa con láser para materiais semicondutores tamén dificulta a expansión da tecnoloxía de procesamento micro-nano con láser ao campo dos dispositivos microelectrónicos.
Nesta tese, o investigador Yang Liang, en cooperación con investigadores de Alemaña e Australia, desenvolveu de forma innovadora a impresión láser como tecnoloxía de impresión para dispositivos electrónicos funcionais, realizando semicondutores (ZnO) e condutores (Impresión láser composta de diversos materiais como Pt e Ag) (Figura 1), e non require ningún paso do proceso de post-procesamento a alta temperatura e o tamaño mínimo da característica é <1 µm. Este avance fai posible personalizar o deseño e a impresión de condutores, semicondutores e mesmo a disposición dos materiais illantes segundo as funcións dos dispositivos microelectrónicos, o que mellora moito a precisión, flexibilidade e controlabilidade dos dispositivos microelectrónicos de impresión. Sobre esta base, o equipo de investigación realizou con éxito a escritura directa con láser integrada de díodos, memristores e circuítos de cifrado fisicamente non reproducibles (Figura 2). Esta tecnoloxía é compatible coa impresión inxección de tinta tradicional e outras tecnoloxías, e espérase que se estenda á impresión de diversos materiais de óxido metálico semicondutor tipo P e tipo N, proporcionando un novo método sistemático para o procesamento de complexos a gran escala, dispositivos microelectrónicos funcionais tridimensionais.
Tese:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
Hora de publicación: Mar-09-2023