گروه تحقیقاتی محقق یانگ لیانگ در موسسه مطالعات پیشرفته سوژو در دانشگاه علم و صنعت چین روش جدیدی را برای تولید میکرو نانو لیزر نیمه هادی اکسید فلزی ایجاد کرد که چاپ لیزری ساختارهای نیمه هادی ZnO را با دقت زیر میکرون انجام داد و ترکیب کرد. با چاپ لیزری فلزی، برای اولین بار نوشتن مستقیم لیزری یکپارچه اجزا و مدارهای میکروالکترونیکی مانند دیودها، تریودها، ممریستورها و مدارهای رمزگذاری را تأیید کرد، بنابراین سناریوهای کاربردی پردازش میکرو نانو لیزر را به حوزه میکروالکترونیک گسترش داد. الکترونیک منعطف، حسگرهای پیشرفته، MEMS هوشمند و سایر زمینه ها چشم انداز کاربردی مهمی دارند. نتایج تحقیق اخیراً در "Nature Communications" با عنوان "Laser Printed Microelectronics" منتشر شده است.
الکترونیک چاپی یک فناوری نوظهور است که از روش های چاپ برای تولید محصولات الکترونیکی استفاده می کند. ویژگی های انعطاف پذیری و شخصی سازی نسل جدید محصولات الکترونیکی را برآورده می کند و انقلاب تکنولوژیکی جدیدی را در صنعت میکروالکترونیک به ارمغان می آورد. طی 20 سال گذشته، چاپ جوهر افشان، انتقال القا شده با لیزر (LIFT)، یا سایر تکنیک‌های چاپ گام‌های بزرگی برای ساخت دستگاه‌های میکروالکترونیک آلی و معدنی کاربردی بدون نیاز به محیط تمیز برداشته است. با این حال، اندازه ویژگی معمول روش‌های چاپ بالا معمولاً در حدود ده‌ها میکرون است و اغلب به یک فرآیند پس از پردازش با دمای بالا نیاز دارد، یا برای دستیابی به پردازش دستگاه‌های کاربردی به ترکیبی از چندین فرآیند متکی است. فناوری پردازش میکرو نانو لیزری از تعامل غیرخطی بین پالس‌های لیزر و مواد استفاده می‌کند و می‌تواند به ساختارهای عملکردی پیچیده و تولید افزودنی دستگاه‌هایی دست یابد که دستیابی به روش‌های سنتی با دقت کمتر از 100 نانومتر دشوار است. با این حال، بیشتر ساختارهای لیزری میکرو نانوساختی فعلی، مواد تک پلیمری یا مواد فلزی هستند. فقدان روش‌های نوشتن مستقیم لیزری برای مواد نیمه‌رسانا، گسترش کاربرد فناوری پردازش میکرو نانو لیزری در حوزه دستگاه‌های میکروالکترونیک را دشوار می‌کند.
در این پایان نامه، محقق یانگ لیانگ، با همکاری محققان آلمانی و استرالیایی، چاپ لیزری را به عنوان یک فناوری چاپ برای دستگاه های الکترونیکی کاربردی، ایجاد نیمه هادی (ZnO) و هادی (چاپ لیزری کامپوزیت مواد مختلف مانند Pt و Ag) توسعه داد. (شکل 1)، و به هیچ وجه به هیچ مرحله فرآیند پس از پردازش با دمای بالا نیاز ندارد و حداقل اندازه ویژگی <1 میکرومتر است. این پیشرفت امکان سفارشی سازی طراحی و چاپ هادی ها، نیمه هادی ها و حتی چیدمان مواد عایق را با توجه به عملکرد دستگاه های میکروالکترونیک فراهم می کند که دقت، انعطاف پذیری و کنترل دستگاه های میکروالکترونیک چاپ را تا حد زیادی بهبود می بخشد. بر این اساس، تیم تحقیقاتی با موفقیت به نوشتن مستقیم لیزری یکپارچه دیودها، ممریستورها و مدارهای رمزگذاری غیرقابل تکرار فیزیکی پی بردند (شکل 2). این فناوری با چاپ جوهر افشان سنتی و سایر فناوری‌ها سازگار است و انتظار می‌رود که به چاپ انواع مواد اکسید فلزی نیمه‌رسانای نوع P و نوع N تعمیم داده شود و یک روش جدید سیستماتیک برای پردازش مواد پیچیده و در مقیاس بزرگ ارائه دهد. دستگاه های میکروالکترونیک کاربردی سه بعدی
پایان نامه:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
زمان ارسال: مارس-09-2023