Созданы гибкие электронные схемы из нанокристаллов

Потребность в гибких электронных схемах увеличивается по мере того, как электроника все больше проникает во все аспекты повседневной жизни. Однако весьма сложно найти такие материалы, которые обеспечивали бы необходимое сочетание функциональных характеристик и себестоимости.

Команда из университета Пенсильвании, в статье, опубликованной в журнале Nature Communications, предложила использовать в этих целях нанокристаллы селенида кадмия, наносимые на гибкую полимерную подложку.

Исследователи показали, что в таких нанокристаллах электроны распространяются в 22 раза быстрее, чем в аморфном кремнии. Кроме того, в отличие от кремниевых технологий, наночастицы селенида кадмия можно наносить при комнатной, а производить отжиг — при незначительно повышенной температуре, что позволяет применить в качестве основы гибкий пластик.

Еще одной важной инновацией проекта стал выбор лигандов, образующих химическую связь с поверхностью нанокристаллов, и способствующих обеспечению проводимости после нанесения на подложку. Использовавшиеся в ранних работах по изучению транспорта электронов в селениде кадмия лиганды были столь едкими, что пластик буквально плавился.

Для нанесения на поверхность полимерной пленки наночастицы помещают в чернилоподобную жидкость. Это позволяет применять различные техники изготовления схем, вплоть до печати на струйном принтере. В своих экспериментах исследователи использовали метод центрифугирования, при котором центробежные силы создают тонкий слой раствора на поверхности подложки.

Структура дорожек на полимерной пленке создавалась с помощью маски. Затем, применяя другой шаблон, экспериментаторы наносили небольшие золотые контактные области для соединения с новыми слоями, создаваемыми поверх нижнего. Роль изолятора между уровнями схемы играла прослойка оксида алюминия.

С использованием вышеописанного процесса были изготовлены простейшие электронные устройства: обратный преобразователь, усилитель и кольцевой генератор.

В ходе исследования также обоснована возможность применения в гибкой электронике и других типов нанокристаллов.

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