Группа исследователей разработала технологию производства высокопроизводительных электронных деталей на основе жидких технологий при более низких температурах, чем это было возможно ранее, путем использования тепла, выделяемого при сгорании материалов.
Исследование опубликовано в журнале npj Flexible Electronics . Команду возглавил профессор Квон Хёк-Джун с кафедры электротехники и компьютерных наук, а первым автором исследования является доктор Чан Бон-Хо.
Поскольку технология не требует высоких температур, ее можно применять к пластиковым подложкам, уязвимым к теплу, поэтому ожидается, что она найдет широкое применение в электронных устройствах , которые можно сгибать или складывать, а также в интеллектуальных устройствах, которые можно носить на теле.
В последнее время легко сгибаемые или тонкие электронные устройства стали частью нашей повседневной жизни. Электронные устройства, такие как умные часы, сгибаемые экраны и носимые датчики, предлагают повышенное удобство и универсальность и, как ожидается, будут применяться в различных областях в будущем. Для разработки этих продуктов необходимы гибкие, но прочные электронные компоненты.
Тонкопленочные транзисторы, которые необходимы для изготовления гибкой электроники, должны быть сделаны чрезвычайно тонкими и точными. В частности, жидкофазные процессы, которые наносят покрытия в жидком состоянии, подходят для недорогого массового производства.
Однако они были ограничены высокими температурами, необходимыми для производства высококачественных тонких пленок, что затрудняло их применение на гибких подложках, таких как термочувствительные пластики. Следовательно, исследователи сосредоточились на разработке новых методов изготовления, которые могут снизить температуру, сохраняя при этом высокую производительность.
Чтобы преодолеть эти ограничения, команда профессора Квона использовала метод синтеза горения. Так же, как тепловой пакет генерирует собственное тепло для нагрева, этот метод использует тепло, выделяемое внутри материала во время жидкостного процесса, для производства высокопроизводительных оксидных пленок без повышения внешней температуры. Исследовательская группа использовала этот метод для производства высокопроизводительного тонкопленочного транзистора на пластиковой подложке при температурах до 250 градусов по Цельсию.
Разработанный ими транзистор превосходит существующие продукты по гибкости и долговечности. Он имеет превосходные электрические характеристики даже на тонких и гибких пластиковых подложках и продемонстрировал стабильную работу в испытаниях на изгиб более 5000 циклов. Другими словами, он подходит для гибкой электроники и носимых устройств следующего поколения.
«Обычные жидкофазные материалы имеют большие преимущества с точки зрения их высокой связанности с технологией печати . Однако у них также есть ограничения, такие как высокие температуры, необходимые для формирования отличных тонких пленок. По этой причине их трудно наносить на гибкие подложки с низким термическим сопротивлением», — сказал профессор Квон с кафедры электротехники и компьютерных наук.
«Результаты этого исследования открывают путь для расширенного применения в различных областях за счет значительного снижения температуры процесса производства высокоэффективных жидкофазных материалов».
