Новый метод поможет упростить производство эластичных полупроводников

Мягкие, эластичные полупроводники и схемы могут способствовать развитию носимых медицинских устройств и других новых технологий, но высокопроизводительная электроника сложна и дорога в производстве. Исследовательская группа под руководством штата Пенсильвания планирует упростить и удешевить этот процесс с помощью нового метода производства.

Они опубликовали свой подход 28 ноября в Nature Electronics .

Этот процесс, известный как технология создания микросеток, индуцированных латеральным разделением фаз (LPSM), включает смешивание полупроводника и эластомера или каучука и нанесение методом центрифугирования предшественников жидкой смеси для изготовления тонких каучукообразных полупроводниковых пленок . Пленка с центрифужным покрытием автоматически запускает механизм, называемый латеральным разделением фаз, который создает микроячеистые структуры в течение нескольких секунд.

По словам Цуньцзян Юй, доцента кафедры инженерных наук и механики Дороти Куиггл, доцента биомедицинской инженерии, а также материаловедения и инженерии, микросетчатые материалы, напоминающие плетение корзины, являются неотъемлемой частью механического растяжения.

«Пленки LPSM, используемые для создания эластичных полупроводников, обещают одновременный эффективный перенос заряда и механическую растяжимость»

Исследователи использовали метод LPSM для создания полупроводников как p-типа, так и n-типа, где основными носителями заряда являются дырки и электроны соответственно. Используя оба типа полупроводников, исследователи создали мягкие электронные устройства, такие как транзисторы, инверторы и фотодетекторы, которые могут значительно растягиваться при сохранении функциональности. Кроме того, исследователи создали резиновое биоэлектронное устройство, известное как эпикардиальный пластырь, и имплантировали его грызуну.

«По мере того, как сердце крысы расширялось и сжималось вместе с ее сердцебиением, эпикардиальная заплата, полностью состоящая из каучука, также перемещалась вместе с ней. Мы записали несколько каналов электрофизиологических показаний одновременно с пластырем. Запись на нескольких участках сердца важна для выявления проблем с сердцем, таких как аритмия».

В будущем исследователи надеются еще больше оптимизировать процесс LPSM и изучить подробные свойства полупроводниковых материалов, Они также планируют использовать тонкую полупроводниковую пленку LPSM в различных высокопроизводительных интегрированных электронных и функциональных системах.

Дополнительная информация: Ин-Ши Гуан и др., Эластичная электроника на основе каучукоподобных полупроводниковых пленок с микросетчатой ​​структурой, Nature Electronics (2022). DOI: 10.1038/s41928-022-00874-z

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com