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低成本、高速及可挠曲、可生物分解的电子横空出世

Amy Norcross?? 2015年08月13日 ?? 收藏0
利用激光脉冲在纸上印出硅并不难?

在荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)的研究人员与日本北陆先端科学技术学院(Japan Advanced Institute of Science and Technology)的科学家合作,已开发使用雷射和液态硅墨(Liquid Silicon Ink)直接在基板生产硅的方法。他们的研究成果发表在美国物理联合会(American Institute of Physics)的应用物理快报(Applied Physics Letters)刊物上。

透过使用脉冲雷射光涂布液态硅,使高流动性的多晶硅层直接在纸上形成。(图片来源:代尔夫特理工大学R. Ishihara与M. Trifunovic)
透过使用脉冲雷射光涂布液态硅,使高流动性的多晶硅层直接在纸上形成。(图片来源:代尔夫特理工大学R. Ishihara与M. Trifunovic)

Charles Q. Choi在其电机电子工程师学会光谱文章(IEEE Spectrum Article)中关于显影的部分,指出"将硅印在基板上的能力已存在一段时间,但要从液态聚硅烷墨水(Liquid Polysilane Ink)生产固体的硅,需要将硅暴露于摄氏350度以上的高温—对于在众多柔性表面上打印来说温度都太高。"

研究小组撇开退火(Annealing)的步骤,并直接改变液态硅成多晶硅。

"这非常简单!"代尔夫特理工大学教授、同时也是上述论文作者之一Ryoichi Ishihara说,"我们在纸上透过刮涂的方式,直接涂上液态聚硅烷,或在无氧环境中用刀片直接点上。然后我们用准分子雷射(Excimer Laser)为涂布层退火,而这是可行的。"(编按:准分子雷射是紫外线雷射的一种,可生成奈秒脉冲,并被用于制造智能手机显示器。)

雷射提供的能量足以将硅墨转变成多晶硅,其可形成一个电子电路,但温度可保持低于摄氏150度,留在纸上完全不变。

使用确定的雷射打印层测试薄膜晶体管,该装置的效能类似于传统多晶硅导体(Polysilicon Conductor),且比其他油墨材料效能更好。研究人员指出,这项研究可能会导引出低成本、高速及可挠曲、可生物分解的电子,且该电子可被用在可穿戴式电子产品、太阳能电池、无线射频识别系统(RFID)卷标、物联网(IoT)感测节点,甚至是可食用电子(Edible Electronic)。

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薄膜晶体管? 多晶硅? 液态硅? 太阳能电池?

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