चीनच्या विज्ञान आणि तंत्रज्ञान विद्यापीठातील सुझोउ इन्स्टिट्यूट फॉर ॲडव्हान्स्ड स्टडीमधील संशोधक यांग लिआंगच्या संशोधन गटाने मेटल ऑक्साईड सेमीकंडक्टर लेझर मायक्रो-नॅनो उत्पादनासाठी एक नवीन पद्धत विकसित केली, ज्याने सबमायक्रॉन अचूकतेसह ZnO सेमीकंडक्टर संरचनांचे लेसर प्रिंटिंग लक्षात घेतले आणि एकत्रित केले. मेटल लेसर प्रिंटिंगसह, प्रथमच मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटक आणि सर्किट्स जसे की डायोड, ट्रायोड्स, मेमरिस्टर्स आणि एन्क्रिप्शन सर्किट्सचे एकात्मिक लेसर डायरेक्ट लेखन सत्यापित केले, अशा प्रकारे लेसर मायक्रो-नॅनो प्रक्रियेच्या अनुप्रयोगाची परिस्थिती मायक्रोइलेक्ट्रॉनिकच्या क्षेत्रात विस्तारित केली. लवचिक इलेक्ट्रॉनिक्स, प्रगत सेन्सर्स, इंटेलिजेंट एमईएमएस आणि इतर फील्डमध्ये महत्त्वपूर्ण अनुप्रयोग संभावना आहेत. संशोधनाचे परिणाम नुकतेच "नेचर कम्युनिकेशन्स" मध्ये "लेझर प्रिंटेड मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक" या शीर्षकाखाली प्रकाशित झाले आहेत.
मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक्स हे एक उदयोन्मुख तंत्रज्ञान आहे जे इलेक्ट्रॉनिक उत्पादने तयार करण्यासाठी मुद्रण पद्धती वापरते. हे इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या नवीन पिढीची लवचिकता आणि वैयक्तिकरणाची वैशिष्ट्ये पूर्ण करते आणि मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उद्योगात नवीन तांत्रिक क्रांती आणेल. गेल्या 20 वर्षांमध्ये, इंकजेट प्रिंटिंग, लेझर-प्रेरित हस्तांतरण (LIFT) किंवा इतर मुद्रण तंत्रांनी क्लीनरूम वातावरणाची गरज न पडता फंक्शनल ऑरगॅनिक आणि अकार्बनिक मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची निर्मिती सक्षम करण्यासाठी चांगली प्रगती केली आहे. तथापि, वरील छपाई पद्धतींचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य आकार सामान्यतः दहा मायक्रॉनच्या क्रमाने असते, आणि बऱ्याचदा उच्च-तापमान पोस्ट-प्रोसेसिंग प्रक्रियेची आवश्यकता असते किंवा कार्यात्मक उपकरणांची प्रक्रिया साध्य करण्यासाठी अनेक प्रक्रियांच्या संयोजनावर अवलंबून असते. लेझर मायक्रो-नॅनो प्रोसेसिंग तंत्रज्ञान लेसर पल्स आणि सामग्री यांच्यातील नॉनलाइनर परस्परसंवादाचा वापर करते आणि जटिल कार्यात्मक संरचना आणि उपकरणांचे अतिरिक्त उत्पादन साध्य करू शकते जे पारंपारिक पद्धतींनी <100 nm च्या अचूकतेसह साध्य करणे कठीण आहे. तथापि, सध्याच्या लेसर मायक्रो-नॅनो-फॅब्रिकेटेड स्ट्रक्चर्सपैकी बहुतेक एकल पॉलिमर सामग्री किंवा धातू सामग्री आहेत. सेमीकंडक्टर सामग्रीसाठी लेझर थेट लेखन पद्धतींचा अभाव देखील मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या क्षेत्रात लेसर मायक्रो-नॅनो प्रक्रिया तंत्रज्ञानाचा विस्तार करणे कठीण करते.
या प्रबंधात, संशोधक यांग लिआंग यांनी जर्मनी आणि ऑस्ट्रेलियातील संशोधकांच्या सहकार्याने, फंक्शनल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी मुद्रण तंत्रज्ञान म्हणून लेसर प्रिंटिंग नाविन्यपूर्णपणे विकसित केले, सेमीकंडक्टर (ZnO) आणि कंडक्टर (Pt आणि Ag सारख्या विविध सामग्रीचे संमिश्र लेसर मुद्रण) (आकृती 1), आणि कोणत्याही उच्च-तापमान पोस्ट-प्रोसेसिंग प्रक्रियेच्या चरणांची अजिबात आवश्यकता नाही आणि किमान वैशिष्ट्य आकार <1 µm आहे. या प्रगतीमुळे कंडक्टर, सेमीकंडक्टर्सचे डिझाइन आणि प्रिंटिंग आणि अगदी इन्सुलेट सामग्रीचे लेआउट मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या कार्यांनुसार सानुकूलित करणे शक्य होते, ज्यामुळे मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या मुद्रणाची अचूकता, लवचिकता आणि नियंत्रणक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारते. या आधारावर, संशोधन कार्यसंघाने डायोड्स, मेमरीस्टर्स आणि भौतिकदृष्ट्या नॉन-रिप्रोड्युसिबल एन्क्रिप्शन सर्किट्स (आकृती 2) यांचे एकात्मिक लेझर थेट लेखन यशस्वीरित्या लक्षात घेतले. हे तंत्रज्ञान पारंपारिक इंकजेट प्रिंटिंग आणि इतर तंत्रज्ञानाशी सुसंगत आहे, आणि विविध पी-प्रकार आणि एन-प्रकार सेमीकंडक्टर मेटल ऑक्साईड सामग्रीच्या छपाईपर्यंत विस्तारित केले जाणे अपेक्षित आहे, जटिल, मोठ्या प्रमाणावरील प्रक्रियेसाठी पद्धतशीर नवीन पद्धत प्रदान करते. त्रिमितीय कार्यात्मक मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणे.
प्रबंध:https://www.nature.com/articles/s41467-023-36722-7
पोस्ट वेळ: मार्च-०९-२०२३