中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
英國的研究人員展示了一種干式接觸印刷系統，能將多個(gè)硅納米線(xiàn)移植于軟性的大型基板上，從而開(kāi)發(fā)出能夠有效控制其電子特性的高性能超薄電子層。這為大規模使用軟性和可彎曲的電子產(chǎn)品開(kāi)啟了新機會(huì )，包括物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和智能城市等應用。
英國格拉斯哥大學(xué)(University of Glasgow)教授Ravinder Dahiya指出，“單晶硅是一種硬脆的材料，一旦將它彎曲，就會(huì )裂開(kāi)。因此，我們開(kāi)發(fā)了一種新的客制、閉路接觸式印刷系統，能夠印刷多個(gè)100納米(nm)硅納米線(xiàn)接腳，在軟性基板上形成電子層。這種電子材料能直接接觸基板，因此是干式印刷而非濕式印刷。我們可以實(shí)現高產(chǎn)量的一致納米線(xiàn)，在較大面積上產(chǎn)生均勻的響應?！?/p>
這項研究由Ravinder Dahiya主導的可彎曲電子與感測技術(shù)(Bendable Electronics and Sensing Technologies；BEST)研究小組進(jìn)行，最新成果就發(fā)表在《微系統和納米工程》(Microsystems and Nanoengineering)期刊。這一團隊已經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多創(chuàng )新技術(shù)，包括太陽(yáng)能發(fā)電的軟性“電子皮膚”，可用于打造義肢，以及可伸縮的健康傳感器，用于監測用戶(hù)汗水的pH值。
將硅納米線(xiàn)用于大面積電子產(chǎn)品的一大挑戰在于實(shí)現均勻的組件響應。較小尺寸的納米線(xiàn)也增加了與整合有關(guān)的難度，特別是在非傳統軟性基板上打造大型電子產(chǎn)品。這些問(wèn)題都需要新的方法來(lái)合成具有均勻長(cháng)寬比的半導體納米線(xiàn)，并以由其制成的電子層組合對準的納米線(xiàn)，從而在大面積上打造出具有均勻響應的組件。
在其研究論文中，研究人員介紹如何使用硅晶和氧化鋅來(lái)制造半導體納米線(xiàn)，并將其印刷在軟性基板上，用于開(kāi)發(fā)電子組件和電路。在此過(guò)程中，他們發(fā)現這種方式能夠產(chǎn)生均勻的硅納米線(xiàn)——這些硅納米線(xiàn)均以相同的方向排列，而不是像類(lèi)似的氧化鋅工藝一樣隨機的樹(shù)枝狀排列。
文中還描述了這種接觸式印刷方法，包括如何從對齊的納米線(xiàn)獲得這種電子層，以及使用整體納米線(xiàn)組合來(lái)開(kāi)發(fā)組件。相較于基于單納米線(xiàn)的組件，統計上來(lái)看，納米線(xiàn)組合的尺寸變化更少得多，因此，基于多納米線(xiàn)的組件在大面積上較具有可接受的響應均勻度。
該研究團隊還進(jìn)行了一連串的實(shí)驗，使用他們在實(shí)驗室中開(kāi)發(fā)和制造的印刷組件，將導線(xiàn)印刷到軟性的表面上。經(jīng)過(guò)一連串的實(shí)驗后，他們成功地找到壓力和速度的最佳組合，能夠有效地一次又一次地印刷納米線(xiàn)。
Dahiya教授補充說(shuō)：“這篇論文象征著(zhù)邁向新一代軟性和印刷電子產(chǎn)品的重要里程碑。為了讓未來(lái)的電子設備融合更多的靈活性于其設計中，業(yè)界需要更節能高效的電子組件，使其能更經(jīng)濟實(shí)惠地在較大表面積上進(jìn)行生產(chǎn)?！?/p>
“隨著(zhù)這一發(fā)展，我們已經(jīng)走了很長(cháng)一段路才達到這樣的成果?！盌ahiya說(shuō)：“這種接觸式印刷系統讓我們能夠可靠地制造具有高可重復性的軟性電子組件，并朝著(zhù)創(chuàng )造各種可彎曲、軟性且可扭曲的新設備邁出令人振奮的一步?！?/p>
