a) Lớp xốp được phủ bằng PEDOT- (hợp chất hữu cơ ê-ti-len đi-ô-xít 3-4 mạch vòng) được đặt tiếp xúc với lớp chất nền dẻo phủ polyme. (b) Chúng được chiếu sáng bằng bằng sáng UV (cực tím). (c) Gỡ bỏ lớp xốp, các lớp dẫn ngồn PEDOT được in lên lớp đệm. (d) Các lớp điện “động’ và điện li được phủ dạng cuộn tròn trên bề mặt các lớp dẫn nguồn (e) và (f) Dùng lớp nền thủy tinh phủ PEDOT, lớp cực cổng tự định tâm được in tiếp xúc trên lớp điện li.
Một nhóm nghiên cứu tại Đại học quốc gia Seoul Hàn Quốc vừa tạo ra mạch bóng bán dẫn trên chất liệu polyme dẻo được in theo một qui trình đơn giản liên quan đến ánh sáng cực tím, phát minh được đăng tải trực tuyến trên số ngày 20 tháng 10 của tạp chí Applied Physics Letters. Tạo ra các loại bóng bán dẫn theo cách này là một bước tiến quan trong trong công nghệ điện tử dẻo vì bóng bán dẫn là nền tảng chủ yếu cho hầu hết các thiết bị điện tử hiện đại. Ví dụ, bộ vi xử lý máy tính (con chip) là một kết cấu phức tạp chứa tới trên 200 triệu bóng bán dẫn.
“Phương pháp in của chúng tôi chi phí thấp và lại có thể điều chỉnh được xuống qui mô sản xuất đại trà, một yêu cầu quan trọng đối với bất kì một sản phẩm công nghệ nào”, Hong Lee, đồng tác giả nghiên cứu cho biết. “Nó cũng hoạt động tốt như các loại bóng bán dẫn polyme không dẻo khác nhưng tốt hơn loại tương tự do các nhóm nghiên cứu khác chế tạo.”
Các nhà nghiên cứu đã bắt đầu với xốp polyme rất sẵn có trên thị trường được khắc a-xít với một khuôn “dẫn nguồn”, hình thành nên 2 trong 3 cực điện tử để tạo ra một chiếc bóng bán dẫn: cực nguồn, cực máng và cực cổng.
Bước tiếp theo, chúng phủ lên lớp nền dẻo, bề mặt để đặt các bóng bán dẫn bằng một lớp chất lỏng “tiền polyme”. Lớp “tiền polyme” này rất quan trọng cho quá trình vì nó làm cứng và giữ chặt lớp PEDOT khi tia UV chiếu vào.
Không cần dùng áp lực, các nhà nghiên cứu đã cho lớp xốp và lớp chất nền tiếp xúc và với nhau và cho chúng tương tác với tia UV trong vòng 20 phút. Khi lớp xốp được gỡ ra, các nhà nghiên cứu thấy PEDOT trên các vùng nổi của tấm xốp được in lên lớp nền, tạo thành cực nguồn và cực máng của bóng bán dẫn.
Tuy nhiên không giống như mực in trên giấy tem, bề mặt giấy vẫn phẳng khi đã in, lớp nền phải chịu những thay đổi hình khối do sự bám dính vật lý giữa lớp “tiền polyme” và PEDOT dưới tác động của tia UV trong quá trình hóa rắn. Các phần nổi trên tấp xốp gặp lớp nền, bề mặt lớp nền bồi lên các vùng “thấp”. Dọc theo các vùng thấp trên lớp xốp, lớp nền tạo các ụ nổi giữa cực nguồn và cực cực máng, đóng vai trò là kênh dẫn nối hai cực.
Lớp nền được phủ hai lớp polyme bổ sung, một lớp mang điện “động” và một lớp điện li, một chất liệu dùng trong bóng bán dẫn để kiểm soát dòng điện.
Cuối cùng, lớp nền được lắc nhẹ và để tiếp xúc với lớp kính phủ PEDOT. “Mực” PEDOT sẽ in lên vùng nổi của của lớp đệm và hoàn thành cấu trúc bóng bán dẫn in bốn lớp.
Phương pháp này không giống cách in bằng kiểu máy in Inkjet, phương pháp được dùng phổ biến để in các loại bóng bán dẫn polyme, trong đó đầu in chuyển động về phía sau, rồi tiến lên phía trước qua bề mặt lớp đệm và in lại các lớp polyme trong các giọt mực nhỏ li ti. Phương thức in bằng máy Inkjet này thực tế đã thành công, nhưng phải đảm bảo rằng khuôn in bóng bán dẫn tổng thể được sắp đặt phù hợp trước khi việc đổ mực vào, đó có thể là điều khó khăn. Trái lại, phương pháp UV không đòi hỏi bước này vì việc ụ nổi sau khi lớp xốp và lớp nền kết hợp với nhau và được chiếu sáng đóng vai là cơ chế tự định tâm.
(Theo PhysOrg - Sở KHCN Đồng Nai )
Chuyển nhượng, cho thuê hoặc hợp tác phát triển nội dung trên các tên miền:
Quý vị quan tâm xin liên hệ: tieulong@6vnn.com