Электронные схемы научились печатать прямо на бумаге

За последние годы электроника совершила гигантский скачок вперед. Появились не только гибкие электронные схемы, но и такие поистине фантастические вещи как гибкие дисплеи, которые вполне можно сворачивать в трубку. Разумеется, создать такие электронные компоненты при помощи традиционной, «твердой» технологии невозможно и тут на помощь приходит печать схем с помощью метало-оксидных или органических полупроводниковых чернил. Но как бы ни развивали это направление ученые, сколько бы ни вкладывали средства в исследования и разработки компании, свойства всех этих печатных материалов, по сравнению с кремнием, выглядят очень бледно. И теперь все изменилось, так как найден способ печати электронных схем на бумаге специальными кремниевыми «чернилами», благодаря чему гибкие электронные компоненты максимально приблизились по возможностям к обычным, твердым.

Справедливости ради нужно отметить, что технология эта не является абсолютно новой и печать полисилановыми чернилами использовалась в электронике и раньше. Отличие в том, что ранее отпечатать схему на бумаге не удавалось из-за того, что для преобразования чернил в чистый или допированный кремний, изделие приходилось нагревать до температуры 350 градусов. Разумеется, обычная бумага не выдерживала такое нагревание, также портились при термообработке и другие материалы, например полимеры.

Группа исследователей из нидерландского Технологического университета Дельфта и японского Института передовых технологий, совместно изобрели способ нанесения кремниевых чернил без последующего нагревания подложки. Для создания гибких схем используется специальная бумага, на которую наносится жидкий полисилан. При этом процесс происходит в сухой и бескислородной среде. После подготовительного этапа, при помощи лазера наносится рисунок будущей схемы, при этом лазер настроен так, что каждый его импульс длится считанные наносекунды и материал подложки просто не попадает под его воздействие. А вот полисилановое покрытие нагревается до нужной температуры и благополучно преобразовывается в полупроводник. Лазер создает пленку из кремния, толщиной всего 200 нанометров, благодаря чему термическая обработка платы проводится всего при 150 градусах, которые не способны повредить подложку из бумаги или полимера.

Новая технология может считаться революционной, так как дает возможность производить дешевые и гибкие электронные детали, которые к тому же отлично утилизируются. Кремниевые схемы на бумаге наверняка найдут широкое применение в носимой электронике, солнечной энергетике, аэрокосмической отрасли.