Корейски учени обявиха пробив в сферата на еластичната електроника

29.03.2023   |   Начало»Технологии

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Учени от Университета Сонгюнгван (SKKU), Института за фундаментални науки (IBS), Националния университет на Сеул (SNU) и Корейския институт за авангардни науки и технологии (KAIST) произведоха еластичен полимер по метода на вакуумно отлагане, предназначен за разработване на разтеглива електроника, съобщава сп. Nature Electronics. Този материал може да се използва за създаване на разтегливи полеви транзистори (FET), които са основен компонент в повечето електронни устройства на пазара днес.

"Наскоро бяха предложени различни подходи за използване на еластични материали при разработката на разтеглива електроника, която не се нуждае от специфичен структурен дизайн поради присъщата си деформируемост", обяснява пред Tech Xplore Донгхи Сон, един от учените, провели изследването. "Тези прибори обаче използват диелектрични материали във вид на разтвори и по този начин се сблъскват със съществени препятствия при постигането на добри електрически характеристики."

Нов подход към проектирането на диелектрични материали

Базираните на разтвори органични диелектрични материали не са особено подходящи за създаването на гъвкава електроника. Преди всичко те имат дебелина от порядъка на микрометри, слаби изолационни характеристики, химическа нестабилност и ниска еднородност. Освен това те обикновено са несъвместими с конвенционалните микроелектромеханични производствени процеси, което затруднява производството им в голям мащаб.

В резултат на тези ограничения електронните компоненти, базирани на разтворени материали, се характеризират с лошо управление на гейта и високи работни напрежения, както и с ограничена мащабируемост. Затова Сон и колегите му, заедно с други научни колективи от цял свят, се опитват да създадат ултратънки, разтегливи, мащабируеми и висококачествени диелектрици чрез алтернативни производствени стратегии.

"В нашето изследване представяме нов подход към създаването на диелектрични материали за решаване на гореспоменатите предизвикателства при разтегливите електронни прибори", обяснява Сон. "Нашият разтеглив диелектрик, произведен чрез вакуумно отлагане в голям мащаб позволява производство на разтегливи електронни прибори с електрически характеристики, сравними с тези на приборите, произведени с чрез неразтегливи неорганични и разтегливи органични диелектрични материали."

Обещаващи резултати при тестове с реални приложения

За да демонстрират обещаващите качества на своя материал, учените го използват за създаване на транзистори, които след това използват за създаване на разтегливи инвертори и логически гейтове. При първоначалните изпитания тези компоненти са постигнали обещаващи резултати.

В допълнение към високата диелектрична константа и ниската стойност на EOT, те могат да бъдат разтягани до близо 40% деформация, като при това запазват изолационните си характеристики. Екипът също така установява, че материалът показва висока химическа и термична стабилност в процесите на микроелектромеханично производствено и остава изключително равномерен в големи площи.

"Това е първият случай на разтеглив диелектрик, произведен чрез вакуумно отлагане, който демонстрира и потенциала на приложението му за разтегливи електронни прибори", казва Сон. "С други думи, в сравнение с конвенционалните дебели полимерни диелектрици, разтегливият вакуумно отложен филм с нанометрова дебелина (приблизително 160 nm) има изключителни електрически, механични и химични свойства. Предимствата, присъщи на нашия метод с вакуумно отлагане, биха могли да улеснят разработването на високоефективни носими устройства. Наблюденията от нашето изследване биха променили традиционната парадигма на еластичната електроника."

Ключови думи: Tech Xplore   SKKU   IBS   SNU   KAIST   разтеглива електроника   еластична електроника   вакуумно отлагане  

Област: Електроника