Технология нанопечати жидким металлом может произвести революцию в области тонкопленочной электроники

Электронная схема


Новая технология нанопечати, в которой в качестве чернил используется специальный сплав, "жидкий металл", позволяет изготавливать электронные схемы, элементы которых имеют толщину, сопоставимую с размером нескольких атомов. При помощи такой технологии можно создавать электронные устройства на подложках большой площади, при этом, толщина устройства определяется лишь толщиной самой подложки, ведь высота элементов электронной схемы составляет около 1.5 нанометров (для сравнения, толщина обычного листа бумаги равна 100 тысячам нанометров).

Конечно, существуют и другие технологии производства тонких электронных схем. Но в большинстве случаев их конечный продукт обладает не очень высокой надежностью, ведь некоторые этапы технологического процесса производятся при высокой температуре, порядка 550 градусов и выше.

Новая технология нанопечати, разработанная исследователями из университета RMIT, Мельбурн, Австралия, позволяет создавать электронные схемы, которые за счет своей атомарной толщины, не подвержены ограничениям, с которыми сталкиваются производители традиционных кремниевых полупроводниковых чипов. Кроме этого, напечатанные металлические схемы чрезвычайно гибки, что открывает дверь производству гибкой и тонкой электроники следующего поколения.

"Ни одна из других имеющихся технологий не позволяет создавать столь однородные проводники атомарной толщины на большой площади поверхности основания. Кроме того, новая технология, за счет своей простоты, идеально подходит для условий промышленного производства" - пишут исследователи.

Ключевым моментом новой технологии является состав сплава галлия и индия, металлов, имеющих низкую температуру плавления. Помимо этого, на поверхности электрических проводников из этого сплава формируется атомарный слой оксида, который защищает металл от пагубного воздействия воздуха и веществ, содержащихся в нем. А надежное сцепление напечатанных проводников с подложкой достигается на счет предварительной обработки поверхности подложки веществами, содержащими серу.

При помощи новой технологии исследователи уже создали более-менее сложные электронные схемы, содержащие большое количество транзисторов, высокочувствительных фотодатчиков и других элементов. А проведенные испытания этих схем продемонстрировали их высокую надежность, что указывает на преимущества новой технологии по отношению к другим подобным технологиям.




Ключевые слова:
Нанопечать, Жидкий, Металл, Электронная, Схема, Транзистор, Проводник, Толщина, Атом, Индий, Галлий

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Использование специальных полимеров позволит создавать более плотные схемы ...
  • Разработана технология производства электронных схем, обеспечивающая точнос ...
  • Новые наночастицы из биметаллического сплава - ключ к производству недорого ...
  • Ученые научились печатать при помощи лазера кремниевые электронные схемы пр ...
  • Технология гибкой электроники от Xerox позволит вскоре создать одежду с эле ...




  • 9 марта 2017 19:39
    #1 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 16
    Интересная технология, но, скорее всего у неё будут свои ограничения по максимальной температуре эксплуатации (о чём скромно умалчивается) и по долговечности (из-зп диффузии и той же температуры эусплуатации).
        
    9 марта 2017 20:52
    #2 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    Цитата: ed
    у неё будут свои ограничения по максимальной температуре эксплуатации
    имхо, высокая температура здесь особо не имеет значения, если эта технология будет использоваться для производства разных гаджетов, встраиваемых в одежду, или в другие мобильные устройства, у которых и так не большие границы температур. Одежда ведь тоже может загореться если слишком близко сидеть к источнику огня, поэтому человек отсаживается подальше на безопасное расстояние и инстинктивно также будет беречь и эти гаджеты.


    --------------------
        
    9 марта 2017 22:51
    #3 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 16
    Цитата: beany85
    имхо, высокая температура здесь особо не имеет значения...

    Несомненно, эта технология найдёт своего потребителя. Но уж больно всё это похоже на ещё один шаг к "одноразовости" (недолговечности) электроники.
    Что я имею в виду: долговечность полупроводников сильно (при прочих равных факторах) зависит от температуры их работы, причём эта зависимость экспоненциальная.
    Объясняют это тем, что именно так (по экспоненте) растёт скорость диффузии примесей в полупроводниках в соседние области с потерей ими изначальных свойств (а свойства полупроводников определяются именно их примесями). При меньших размерах элементов эффект выражен сильнее.
    Наличие жидкой фазы, контактирующей с полупроводниками, усилит паразитную диффузию, так как диффузия в жидкости сильнее, чем в твёрдом теле при той же температуре (по крайней мере, в области контакта этой фазы с полупроводником). Понятие "высокая температура" снизится для таких схем.
    По крайней мере, так дело обстоит у "классических" полупроводников, например, кремния. У полупроводников на "квантовых точках", графене, дело может быть лучше, но не факт - технологию нужно ещё отрабатывать. И отработать её можно как в сторону увеличения срока службы, так и в сторону создания схем с контролируемым сроком службы.
    То есть, получив технологию производства схемы, про которую можно будет сказать, что она точно отработает 15-20 месяцев, а затем точно перестанет работать, не возникнет ли соблазн отбросить более надёжные варианты этой же технологии?
        
    10 марта 2017 10:48
    #4 Написал: mkz

    Публикаций: 0
    Комментариев: 112
    создали более-менее сложные электронные схемы, содержащие большое количество транзисторов, высокочувствительных фотодатчиков и других элементов

    Я стесняюсь спросить - а транзисторы и фотодатчики они из сплава галлия и индия напечатали?
        
    10 марта 2017 18:07
    #5 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 16
    Трудно точно сказать, но, скорее всего это были совместимые по технологии арсенид галлия, арсенид индия, антимонид индия.
    Видимо полупроводниковые технологии на основе индия и галлия совместимы с технологией создания именно металических легкоплавких сплавов чисто индий-галлий.
    Про то, что другие соединения как индия так и галлия полупроводники, можно найти много информации, например:
    Антимонид индия - Используется в полупроводниковых инфракрасных фоточувствительных датчиках, чувствительны к ближнему ИК-диапазону.
    Арсенид индия - Прямозонный полупроводник группы. Используется для создания сверхвысокочастотных транзисторов, светодиодов и фотодиодов, работающих в инфракрасной области спектра, датчиков магнитного поля, для создания массивов квантовых точек.
    Арсенид галлия - полупроводник, третий по масштабам использования в промышленности после кремния и германия. Используется для создания сверхвысокочастотных интегральных схем и транзисторов, светодиодов, лазерных диодов, диодов Ганна, туннельных диодов, фотоприёмников и детекторов ядерных излучений.
        
    10 марта 2017 22:24
    #6 Написал: mkz

    Публикаций: 0
    Комментариев: 112
    ed,
    спасибо, вы правы, про арсенид галлия я слышал.

    Недавно купил себе 3D принтер, простой, пластмассой печатающий. Заодно обнаружилась проблема печати различными материалами. Не, теоретически - можно, а на практике - лучше не надо. И на супер-дорогих принтерах - там получше, но всё равно, у принтеров с множеством материалов проблем на порядок больше, чем у простых принтеров.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.