Новый процесс обеспечивает 10-кратное улучшение качества печатной органической электроники

Смешанная команда из Национальной лаборатории ускорителя SLAC Минэнергетики США и Стэнфордского университета разработала печатный процесс под названием FLUENCE (fluid-enhanced crystal engineering), который позволяет получать тонкие пленки, проводящие электричество на порядок эффективнее, чем их аналоги, изготовленные традиционными методами. Более того, заложенные в основу FLUENCE концепции хорошо масштабируются для удовлетворения потребностям массового производства.

Процесс получения полосок из параллельных кристаллов с напряженной решеткой описан в статье, которая вышла в Nature Materials. Для контроля течения жидкого раствора органических полупроводников исследователи применили «печатное лезвие», изобретенное ранее в лаборатории Стэнфордского университета. Оно покрыто мельчайшими выступами с габаритами 42×35 мкм, которые помогают перемешивать чернила и формировать однородную пленку. Кроме того, они подавляют рост кристаллов на подложке в других направлениях, кроме требуемого.

Рентгеновский контроль за формированием пленок кристаллов осуществлялся на базе Стэнфордского синхротронного излучателя SSRL (Stanford Synchrotron Radiation Lightsource), и помогал установить оптимальные параметры технологического процесса. Как сообщается в статье, структурное совершенство итоговых пленок оказалось лучше, а длина упорядоченных кристаллов, по меньшей мере, в 10 раз больше, чем в образцах, изготавливаемых из растворов другими методами.

Группа также провела контрольный эксперимент на другом органическом полупроводнике с отличающейся молекулярной структурой. Печатный метод и в этом случае обеспечил улучшение качества пленки, что, по мнению исследователей, свидетельствует о его применимости для широкого класса материалов органической электроники.