Musteita 2D-materiaalien tulostukseen

Tutkijat ovat ratkaisseet kerrosmateriaalien käyttäytymistä koskevan pitkäaikaisen mysteerin, mikä on tuottanut yleismaailmallisen, ennustavan viitekehyksen 2D-puolijohdeteollisuuden tulevaisuudelle.

Emme aiemmin tienneet, miksi jotkut kerrostetut materiaalit "kuoriutuvat sähkökemiallisesti" nanosuikaleiksi, kun taas toiset eivät.

”Koska ei ole ollut keinoja ennustaa, mitkä materiaalit käyttäytyvät näin ja tuottavat nanosuikaleita, joilla on tarvittavat ominaisuudet erilaisten sovellusten avaamiseen, vain kourallinen 2D-materiaaleja on koskaan prosessoitu painettujen 2D-transistorien rakenteiksi”, sanoo tohtori Tian Carey, Trinity College Dublinin fysiikan laitokselta ja AMBERistä, Research Ireland Centre for Advanced Materials and Bioengineering Researchista.

”Olemme osoittaneet tässä, että voimme avata kymmeniä uusia 2D-puolijohteita. Olemme jo valmistaneet huippuluokan painettuja transistoreja yli kymmenestä aivan uudesta materiaalista.

Ratkaisu näyttää olevan varmistaa, että "tasoon sidottu jäykkyys" on suurempi kuin tasosta poispäin suuntautuva jäykkyys. Tämä mittaa materiaalin muodonmuutoskestävyyskykyä, kun siihen kohdistetaan painetta eri suunnista.

Tohtori Tian Careyn johtama tutkimus on nyt luonut ennustavan viitekehyksen, joka määrittää jäykkyyskynnykset, joita tarvitaan onnistuneeseen kuorintaan monilla eri materiaaleilla.

Tämän avulla he loivat korkean muotosuhteen nanosuikalemusteita ja rakensivat niistä toimivia transistoreita ja piirejä, mukaan lukien ensimmäiset painetut DA-muuntimet ja tietoliikennepiirit.

Tohtori Carey lisäsi: ”On erittäin jännittävää kuvitella uusi elektronisten innovaatioiden aalto, joka kaikki voitaisiin jonain päivänä valmistaa painettujen sanomalehtien tavoin. Teoriassa tämä lähestymistapa voisi tuottaa runsaasti edullista, joustavaa ja tehokasta 2D-elektroniikkaa.”

”Työn perusteella ymmärrämme nyt myös, että jokaisen transistorin suorituskykyä rajoittavat puolijohteiden väliset liitokset pikemminkin kuin itse puolijohteiden sisäiset viat, mikä on tärkeää tulevien ponnistelujen ohjaamisessa. Tämän mielessä pitäen seuraava askel on vähentää näiden ”hiutaleiden välisten” liitosten vaikutusta seuraavan suuren suorituskyvyn nousun mahdollistamiseksi.”

Tohtori Carey kasvattaa nyt tiimiään ja johtaa projektia , jossa kehitetään painettua elektroniikkaa käyttämällä kaksiulotteisia (2D) materiaaleja – erityisesti FETejä ja piirejä, jotka muodostavat osan modernin laskennan peruspilareista.

Aiheesta aiemmin:

3D-tulostusta mikroelektroniikasta mikrofluidiikkaan

Lasernäyttöjä mustesuihkutulostimella

Transistori 2D-materiaalien musteista