Печать электронных схем обещает стать удобным решением для производства интегрированной, носимой, гибкой и одноразовой электроники. Для этого необходим спектр «чернил» с заданными характеристиками. Традиционный метод спекания, если речь идёт об использовании составов на основе керамики, ограничивает возможности производства, и ему требуется альтернатива. Такую альтернативу, в частности, предложили учёные из Московского физико-технического института (МФТИ).
Источник изображения: МФТИ
Исследователи искали новый метод получения наноразмерной керамики, которая применяется в производстве электронных компонентов на основе нитратов индия, галлия и цинка. К слову, это не только транзисторы, но и другие электронные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы и даже катушки индуктивности. Подробнее об исследовании учёные рассказали в статье, опубликованной в журнале Ceramics International. Она свободно доступна по ссылке.
Традиционно для получения керамических материалов используют технологию твердофазного синтеза — спекание исходных веществ при высокой температуре, около 1300 °C. Чем выше температура спекания, тем крупнее образуемые частицы. Однако для печати электроники необходимы, наоборот, более мелкие — наноразмерные частицы размером от 10 до 100 нм. В таком виде материал обладает большей прочностью и жёсткостью.
«Созданная технология позволяет достичь значительно более низких температур, что помогает сохранить малый размер частиц. Это, в свою очередь, благоприятно отразится на свойствах получаемых “чернил”, которыми в дальнейшем планируется “печать” электронных устройств. Использовать порошки, полученные высокотемпературными методами, нельзя, поскольку чернила не будут обладать необходимыми свойствами и стабильностью. Именно поэтому мы искали новую технологию получения материала», — рассказал первый автор исследования, сотрудник лаборатории функциональных оксидных материалов для микроэлектроники МФТИ Глеб Зирник.
Разработанный в МФТИ метод производства наноразмерной керамики позволяет контролировать структуру материала — от полностью аморфного до высококристаллического. Эффект проявляется при снижении температуры отжига до 500–900 °C. Что особенно важно, в полученном материале отсутствуют нежелательные примеси, что критично для создания компонентов с предсказуемыми характеристиками.
«Результаты исследования также могут быть полезны для дальнейшей разработки “чернил” на основе материалов IGZO (индий-галлий-цинк-оксид), необходимых, например, для печати на различных поверхностях», — поясняют в пресс-релизе вуза.