Группа ученых из Делфтского технического университета (Нидерланды) изобрела методику, позволяющую кремний в его поликристаллической форме наносить на подложку в виде кремниевых чернил, «закрепляя» их там одиночным лазерным импульсом.
Технология печати кремниевыми чернилами хорошо известна, но до сих пор она включала обязательный этап теплового отжига при температуре 350 °C. Это условие полностью исключало возможность использования гибких подложек.
Новый метод, о котором сообщает вышедший на этой неделе номер Applied Physics Letters, позволяет обойтись без высокотемпературной фазы благодаря прямой трансформации жидкого кремния в поликристалл.
«Это было очень просто, — рассказал руководитель исследовательского коллектива, профессор Рёичи Ишихара (Ryoichi Ishihara). — Мы нанесли жидкий полисилан в бескислородной среде прямо на бумагу лезвием скальпеля. Затем этот слой подвергли отжигу эксимерным лазером (обычно используется в производстве дисплеев смартфонов), и все получилось». Импульс лазера длился всего пару десятков наносекунд и бумага не успевала получить никаких повреждений.
В последующих электрических испытаниях Ишихара и его коллеги установили, что тонкопленочные транзисторы в слое, полученном лазерной печатью, демонстрируют столь же высокую зарядовую мобильность, как и обычные проводники из поликристаллического кремния.
Самым очевидным приложением нового метода является носимая электроника, где он позволит производить быстрые, низковольтные и гибкие транзисторы с исключительно малой себестоимостью.
На следующих этапах проекта Ишихара рассчитывает усовершенствовать новый процесс, чтобы с его помощью можно было добавлять в тонкопленочные транзисторы некремниевые слои.
«Этот процесс можно будет распространить на биомедицинские сенсоры и солнечные элементы, — считает Ишихара. — реализовать с его помощью эластичную и даже съедобную электронику».
