Een nieuwe methode voor het maken van buigbare siliciumchips kan de weg vrijmaken voor een nieuwe generatie hoogwaardige flexibele elektronische apparaten.

In twee nieuwe kranten Ingenieurs van de Universiteit van Glasgow beschrijven hoe ze de gevestigde processen voor het maken van flexibele siliciumchips hebben opgeschaald naar de grootte die nodig is om in de toekomst hoogwaardige buigbare systemen te leveren, en bespreek de barrières die moeten worden overwonnen om die systemen gemeengoed te maken.

In het eerste blad, gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Electronic Materials, onderzoekers van Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) van de universiteit laten zien hoe ze voor het eerst een ultradunne siliciumwafer hebben kunnen maken die high-performance computing kan leveren en tegelijkertijd flexibel is gebleven.

Flexibele elektronica heeft veel potentiële toepassingen, inclusief implanteerbare elektronica, buigbare displays, draagbare technologie die constante feedback kan geven over de gezondheid van gebruikers. De BEST-groep heeft al aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van draagbare technologie, inclusief een flexibele sensor en bijbehorende smartphone-app die feedback kan geven over de pH-waarden van het zweet van gebruikers.

Professor Ravinder Dahiya, het hoofd van de BEST-groep, zei:"Op silicium gebaseerde circuits zijn sinds hun eerste ontwikkeling in de late jaren 1950 met opmerkelijke snelheid in complexiteit gevorderd, waardoor de huidige wereld van high-performance computing mogelijk wordt.

"Echter, silicium is een bros materiaal dat gemakkelijk breekt onder stress, waardoor het erg moeilijk is om te gebruiken in buigbare systemen op iets anders dan de nanoschaal.

"Wat we voor het eerst hebben kunnen doen, is bestaande processen aanpassen om ultradunne siliciumchips op wafelschaal over te brengen op flexibele substraten. Het proces is aangetoond met wafels met een diameter van vier inch, maar het kan ook worden geïmplementeerd voor grotere wafels. In elk geval, deze schaal is voldoende voor het vervaardigen van ultradunne siliciumwafels die voldoende rekenkracht kunnen leveren."

De paper van het team schetst de technieken die ze hebben ontwikkeld om verschillende soorten ultradunne siliciumchips van ongeveer 15 micron dik over te brengen op flexibele substraten - een menselijke bloedcel, ter vergelijking, is ongeveer vijf micron breed.

In het tweede blad gepubliceerd in het tijdschrift NPJ flexibele elektronica , Professor Dahiya en zijn team bieden een onderzoek naar de huidige stand van zaken op het gebied van flexibele elektronica - een industriegebied dat naar verwachting in 2028 $ 300 miljard waard zal zijn.

Ze identificeren de huidige onderzoeksvragen die beantwoord moeten worden voordat flexibele elektronica het computerniveau kan bereiken, gegevensverwerking en communicatieprestaties die worden verwacht van moderne apparaten.

Professor Dahiya voegde toe:"Er zijn de afgelopen jaren veel doorbraken geweest in de ontwikkeling van flexibele elektronica, en de technologie ontwikkelt zich snel, maar er zijn nog steeds belangrijke problemen die moeten worden overwonnen om systemen zoals onze ultradunne siliciumwafels te helpen de prestaties te leveren die de markt verwacht.

"We hopen dat onze paper een waardevol overzicht geeft van de gebieden die nog onderzoek vereisen, en we zijn vastbesloten om de sector vooruit te helpen met ons eigen onderzoek."

"Ultradunne chips voor hoogwaardige flexibele elektronica" is gepubliceerd in: NPJ flexibele elektronica .