Maalausta puolijohteilla

22.04.2021

AMOLF-maalaus-puolijohteilla-Curie-300.jpgMateriaalien tekninen printtaus alkaa olla jo peruskauraa mutta puolijohteilla maalaaminen voi olla jännittävä uutuus.

Alankomaalaisen AMOLF:n tutkijat Lukas Helmbrecht ja Wim Noorduin ovat kehittäneet reaktiivisen musteen, joka voidaan maalata yhtä reaktiiviselle kankaalle. Muste reagoi kangasmateriaalin kanssa tullen puolijohteeksi, joka emittoi värillistä valoa, siten kuin olennainen osa elektronisia komponentteja, kuten ledivalot.

Kyseessä on uusi perovskiittien käsittelytekniikka sillä maalaus tuotetaan uudella ioninvaihtolitografian tekniikalla. Tässä tekniikassa muste reagoi kankaan kanssa ioninvaihdon kautta.

Lucas Helmbrecht käytti tätä tekniikkaa madame Curien kuvan ”maalaamiseen”. "Minusta se on kiehtovaa nähdä: vihreä kuva muodostuu heti, kun aloitat vaikka sekä muste että kangas ovat värittömiä."

Tutkijat löysivät tavan muuttaa lyijykarbonaattikerros (kangas) perovskiitiksi yksinkertaisesti ”maalaamalla” sitä metyyliammoniumbromidin liuoksella. Sitten kankaalle tuleva maalauskerros läpikäy kemiallisen reaktion lyijykarbonaatin kanssa muodostaen vihreää emittoivan perovskiitin. Käyttämällä eri aineiden liuosta musteena voit tuottaa sinistä tai punaista emittoivan perovskiitin sen pintaan.

Laaja vaihtelu perovskiittien koostumuksessa mahdollistaa erilaiset musteet. Kuviot voidaan luoda erittäin tarkasti: vain muutaman mikrometrin kokoiset mustepisarat tuottavat myös vain muutaman mikrometrin pisteitä. Tämä tarkoittaa, että muste ei juokse.

”Tämän tutkimuksen haasteena oli kehittää kemiallinen reaktio ja olosuhteet: musteen määrä, paine ja kankaan ominaisuudet. Mitään näistä ei ollut tiedossa, eikä prosessi toimi, jos ne eivät ole aivan oikeita”, Helmbrecht sanoo.

AMOLF-maalaus-puolijohteilla-kolmen-kuvio-268.jpgTämä tekniikka on pohjimmiltaan erilainen kuin perinteiset tekniikat joissa käytetään erilaisia vierekkäisiä tai päällekkäisiä perovskiittikerroksia. Tämä menetelmä johtaa yhteen kerrokseen, joka koostuu erityyppisistä perovskiiteistä. "Lisäksi perovskiitit ovat yleensä melko herkkiä perinteisissä menetelmissä käytetyille käsittelyille, kuten etsaukselle tai huuhtelulle. Nämä voivat vahingoittaa perovskiittiä. Ioninvaihtolitografialla näitä käsittelyjä ei enää tarvita.

"Periaatteessa tämä on paljon yksinkertaisempi tapa soveltaa erilaisia perovskiittisiä puolijohteiden kuvioita vierekkäin sirulle tai ledeille", Helmbrecht sanoo. Puhdastiloja tai muita erityisehtoja ei enää tarvita. Tutkijat ovat osoittaneet ioninvaihtolithografian hyödyllisyyden käyttämällä sitä myös toimivan ledin tuottamiseksi.

Aiheesta aiemmin:

Nanomotorisoitua litografiaa

06.05.2021Kohti tehokasta anoditonta natriumakkua
05.05.2021Nanorakenteinen laite pysäyttää valon radallaan
04.05.2021Aivomainen transistoripiiri
03.05.2021Täysin kierrätettävää printtielektroniikkaa
30.04.2021Enemmän kuin kubitti: Kvanttilaskentaa kutriteilla
29.04.2021Interferometriaa elektroneilla
28.04.2021Twistroniikkaa paksummillakin materiaaleilla
27.04.2021Läpimurto puolijohteiselle käytännön spintroniikalle
26.04.2021Päihittää Boltzmanin tyrannian
23.04.2021Eläviä koneita tulevaisuudessa?

Siirry arkistoon »