Открытие сулит «золотую» эру для гибкой электроники

Способ выращивания тонких слоёв золота на основе из монокристаллического кремния, о котором коллектив Научно-технического университета Миссури (Missouri S&T) рассказал в новом выпуске журнала Science, позволит добиться значительного прогресса в технологиях гибкой электроники. После отделения этой фольги от кремния, уже её можно использовать как подложку для выращивания других электронных материалов.

Как отмечает ведущий участник этой работы, доктор Джей Швитцер (Jay A. Switzer), большинство исследований в этом направлении было связано со схемами на полимерной основе, либо с составными устройствами из многих кристаллов. При этом, в обмен на гибкость органических полупроводников терялся высокий порядок, характерный для кремния.

Наличие границ между упорядоченными областями существенно ухудшает эффективность электронных устройств. Рекомбинация электронов и дырок на таких границах превращает в тепло энергию, отнимая её от излучения светодиодов или от электричества, генерируемого солнечными панелями.

«99,99% электроники совсем не случайно сделано из кремния — он отлично работает, образуя единый кристалл с идеально упорядоченными атомами. Но при этом он, как правило, не гнётся», — комментирует Швитцер.

Использование в качестве затравки кристалла кремния позволило Швитцеру и его коллегами сохранить высокий порядок в выращиваемой фольге, а золото обеспечило ей высокую надёжность и гибкость. Электрическое сопротивление образца такой фольги не изменилось даже после того как её сгибали и разгибали 4 тыс. раз.

Из-за очень малой толщины, составляющей около 7 нм, фольга практически прозрачна. Главная задача, с которой в конечном итоге удалось справиться учёным, было её отслоение от подложки — золото обычно очень хорошо сцепляется с кремнием. Добиться желаемого удалось с помощью фото-электрохимического окисления кремния: инициируемая светом каталитическая реакция заставляла фольгу самостоятельно сползать с поверхности кристалла.

Швитцер утверждает, что их методом на одной кремниевой заготовке можно вырастить тысячи экземпляров фольги из золота или других металлов.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365