Een lasergestuurde programmeerbare contactloze transferdruktechniek via een actief elastomeer microgestructureerde stempel, die continu thermisch gecontroleerde afstembare hechting biedt met een grote schakelbaarheid van meer dan 103 bij een temperatuurstijging onder 100 °C, is ontwikkeld. Deze innovatieve techniek creëert technische mogelijkheden in een breed scala aan toepassingen, zoals flexibele elektronica, op papier gebaseerde elektronica, bio-geïntegreerde elektronica, en microLED-displays, waar de heterogene integratie van diverse materialen vereist is.

Transferprinten is een opkomende assemblagetechniek om micro/nano-objecten (d.w.z. inkten) van één substraat (d.w.z. donor) naar een ander substraat (d.w.z. ontvanger) met behulp van zachte polymere stempels. De transferdruktechniek maakt de assemblage van diverse materialen in verschillende structurele lay-outs mogelijk met een grote doorvoer van duizenden objecten per seconde, en is waardevol bij het ontwikkelen van geavanceerde elektronische systemen zoals flexibele en rekbare anorganische elektronica die de heterogene integratie van anorganische materialen met zachte elastomeren vereist, die een van de voortdurende technologische revoluties in de elektronica-industrie vertegenwoordigt.

Verschillende benaderingen op basis van afstembare droge lijmen zijn gebruikt om transferdruktechnieken te ontwikkelen, inclusief contacttechnieken en contactloze technieken. De prestatie van contacttechnieken hangt in grote mate af van de geometrie en eigenschappen van de ontvanger, aangezien het afdrukken het contact van de postzegel met de ontvanger vereist. In tegenstelling tot contact transfer print technieken, contactloze benaderingen elimineren de invloed van de ontvanger op het overdrachtsrendement en maken contactloos printen van inkten op willekeurige ontvangers mogelijk. Echter, bestaande contactloze transferdruktechnieken veroorzaken gewoonlijk ongewenste hoge temperatuurstijgingen in het systeem, die permanente grensvlakschade kunnen veroorzaken en hun brede bruikbaarheid bij transferdruk van brosse materialen kunnen beperken, bijvoorbeeld, silicium, die op grote schaal betrokken is bij conventionele elektronica.

Als antwoord op deze uitdaging, De groep van Song aan de Zhejiang University ontwikkelde een lasergestuurde programmeerbare contactloze transferdruktechniek via een eenvoudig maar robuust innovatief ontwerp van een actief elastomeer microgestructureerde stempel met instelbare hechting. De afstembare lijm heeft holtes gevuld met lucht en ingekapseld door een micro-patroon oppervlaktemembraan gedupliceerd van goedkope en gemakkelijk verkrijgbare schuurpapieren. Het oppervlaktemembraan met micropatroon kan dynamisch worden opgeblazen om de grensvlakadhesie te regelen door de lucht in holtes te verwarmen door een metalen laag (bijv. ijzerdeeltjes) op het oppervlak van de binnenholte, die dient als de laserabsorberende laag. Deze constructie biedt continu thermisch gecontroleerde afstembare hechting met een grote schakelbaarheid van meer dan drie ordes van grootte bij een temperatuurstijging onder 100 ° C.

Deze actieve lijm breidt concepten uit die zijn ontwikkeld voor contactdruktechnieken en maakt de ontwikkeling mogelijk van een nieuwe lasergestuurde programmeerbare contactloze transferdruktechniek. Theoretische en experimentele studies onthullen de fundamentele aspecten van het ontwerp en de fabricage van de actieve elastomere microgestructureerde stempel, en de werking van contactloos transfer printen. Demonstraties in programmeerbaar transferprinten van microschaal Si-bloedplaatjes en microschaal LED-chips op verschillende uitdagende platte of ruwe ontvangers (bijv. papier, stalen bol, blad) met ultralage hechting illustreren de ongebruikelijke mogelijkheden voor deterministische assemblage die moeilijk aan te pakken waren door bestaande printschema's. Deze innovatieve lasergestuurde contactloze transferprinttechniek creëert technische mogelijkheden in een breed scala aan toepassingen, zoals flexibele elektronica, op papier gebaseerde elektronica, bio-geïntegreerde elektronica, en MicroLED-display, waar de heterogene integratie van diverse materialen vereist is.