Een nieuwe vorm van elektronicafabricage waarbij silicium nanodraden in flexibele oppervlakken worden ingebed, zou kunnen leiden tot radicaal nieuwe vormen van buigbare elektronica. wetenschappers zeggen.

In een nieuw artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: Microsystemen en nano-engineering , ingenieurs van de Universiteit van Glasgow beschrijven hoe ze voor het eerst in staat zijn geweest om op betaalbare wijze high-mobility halfgeleider nanodraden op flexibele oppervlakken te 'printen' om hoogwaardige ultradunne elektronische lagen te ontwikkelen.

Die oppervlakken, die kan worden gebogen, gebogen en gedraaid, zou de basis kunnen leggen voor een breed scala aan toepassingen, waaronder videoschermen, verbeterde apparaten voor gezondheidsbewaking, implanteerbare apparaten en synthetische huid voor protheses.

Het papier is de nieuwste ontwikkeling van de onderzoeksgroep Bendable Electronics and Sensing Technologies (BEST) van de University of Glasgow, onder leiding van professor Ravinder Dahiya.

Het BEST-team heeft al innovatieve technologieën ontwikkeld, waaronder zonne-energie, flexibele 'elektronische huid' voor gebruik in protheses en rekbare gezondheidssensoren die de pH-waarden van het zweet van gebruikers kunnen bewaken.

In hun krant het onderzoeksteam schetst hoe ze halfgeleider-nanodraden van zowel silicium als zinkoxide hebben gemaakt en deze op flexibele substraten hebben afgedrukt om elektronische apparaten en circuits te ontwikkelen. In het proces, ze ontdekten dat ze uniforme siliciumnanodraden konden produceren die in dezelfde richting waren uitgelijnd, in tegenstelling tot de meer willekeurige, boomtakachtige opstelling geproduceerd door een soortgelijk proces voor zinkoxide.

Omdat elektronische apparaten sneller werken wanneer elektronen in rechte lijnen kunnen lopen in plaats van kronkels en bochten te moeten maken, de silicium nanodraden waren het meest geschikt om te gebruiken in hun flexibele oppervlakken.

Vanaf daar, het team deed een reeks experimenten om de draden op flexibele oppervlakken te printen met een printapparaat dat ze in hun lab ontwikkelden en bouwden. Na een reeks experimenten, ze waren in staat om de optimale combinatie van druk en snelheid te vinden om de nanodraden keer op keer effectief te printen.

Professor Dahiya zei:"Dit document markeert een heel belangrijke mijlpaal op weg naar een nieuwe generatie flexibele en gedrukte elektronica. Om ervoor te zorgen dat toekomstige elektronische apparaten flexibiliteit in hun ontwerp kunnen integreren, industrie moet toegang hebben tot energiezuinige, hoogwaardige elektronica die betaalbaar en over grote oppervlakten kan worden geproduceerd.

“Met deze ontwikkeling we hebben een lange weg afgelegd om al die punten te halen. We hebben een contact-printsysteem ontwikkeld waarmee we op betrouwbare wijze flexibele elektronica kunnen maken met een hoge mate van reproduceerbaarheid, wat een heel spannende stap is in de richting van het creëren van allerlei buigbare, flexibel, draaibare nieuwe apparaten.

"We hebben zojuist verdere financiering verkregen die we zullen gebruiken om het proces verder op te schalen, waardoor het gemakkelijker toepasbaar is voor industriële doeleinden, en we kijken ernaar uit om voort te bouwen op wat we al hebben bereikt."

De krant, getiteld 'Heterogene integratie van contactgeprinte halfgeleidernanodraden voor hoogwaardige apparaten op grote oppervlakken', is gepubliceerd in Microsystemen en nano-engineering .