origami, de bekende Japanse kunst van het vouwen van papier, genereert complexe 3D-structuren van plat 2D-papier. Hoewel de creatie van een papieren zwaan misschien intrigerend is, het idee om 3D-circuits te maken op basis van vergelijkbare ontwerpprincipes is gewoon verbijsterend. Dit science fiction klinkende onderzoek is een project dat Jiwoong Park en collega's van de University of Chicago de afgelopen jaren hebben ontwikkeld.

Park's focus op grootschalige synthese en apparaatfabricage met behulp van ultradunne materialen heeft geleid tot verbeteringen in 2D-modellen en de introductie van 3D verticaal geïntegreerde apparaten. Hij zal de details van hun circuitconstructie en de mogelijke toepassingen ervan presenteren op het AVS 64th International Symposium &Exhibition, wordt gehouden van 29 oktober-november. 3, 2017, in Tampa, Florida.

Met behulp van atomair dunne materialen, Park synthetiseert grootschalige geïntegreerde schakelingen die lateraal aan elkaar kunnen worden genaaid om een ​​2D-module te vormen. In hun meest recente project zijn team heeft deze 2D-modules verticaal geïntegreerd om 3D-stacks te produceren.

Circuits zijn traditioneel ontwikkeld met behulp van omvangrijke substraatplatforms, zoals silicium, en tot voor kort niet zelfstandig konden functioneren. Circuits die alleen op atomair dunne materialen zijn gebaseerd, bevrijden het onderzoek van deze conventionele beperkingen. Door verschillende ultradunne bouwstenen te combineren, kunnen ook verschillende elektrische en thermische eigenschappen binnen hetzelfde circuit worden geïntegreerd, exponentieel toenemende functionaliteit.

"Voor ons onderzoek we genereren eerst atomair dun papier met verschillende kleuren die verschillende elektrische, optisch, of thermische eigenschappen. We combineren ze in de laterale richting, gelijk aan naaien. We stapelen ze op elkaar, dat is verticale integratie. Zo proberen we grootschalige, volledig functionerende geïntegreerde schakelingen die deze atomair dunne materialen gebruiken als 2D-bouwstenen of gekleurd papier, ' zei Park.

Het gebruik van deze ultradunne materialen, in tegenstelling tot typische componenten en middelen, zorgt voor een kleiner circuit, maar verrassend genoeg niet een die microscopisch klein is en daarom moeilijk te manipuleren. De 2D-ingrediënten zijn zo samengesteld dat ze met een eenvoudige optische microscoop of zelfs met het blote oog kunnen worden bekeken en dienovereenkomstig kunnen worden gehanteerd.

Mogelijke toepassingen van deze technologie zijn ook uitgebreid. Vergelijkbaar met de manier waarop vouwen wordt toegepast in voorwerpen die in het dagelijks leven worden gebruikt, zoals paraplu's of parachutes, geïntegreerde schakelingen zouden een groot oppervlak in een relatief gecondenseerd volume kunnen bevatten. Functionaliteit in deze context zou kunnen worden toegepast op een diverse reeks nieuwe apparaten met behulp van de mogelijkheden van gecondenseerde schakelingen.

"Wat we willen ontwikkelen, is dit mechanisme om al deze oppervlakken en apparaatelementen te nemen en ze in krappe ruimtes te vouwen. we willen dat ze worden ingezet op echt grote functionele oppervlakken, ' zei Park.