我国科大在激光微纳制作范畴获得重要发展

  我国科学技能大学姑苏高级研讨院杨亮研讨员课题组开发了一套金属氧化物半导体激光微纳制作新办法，完成了亚微米精度的ZnO半导体结构的激光打印，而且将其与金属激光打印相结合，初次验证了二极管、三极管、忆阻器及加密电路等微电子元器材和电路的一体化激光直写，从而将激光微纳加工的使用场景推行到微电子范畴，在柔性电子、先进传感器，智能微机电体系等范畴具有极端严重的使用远景。该研讨成果近期以“Laser Printed Microelectronics”为题宣布在《Nature Communications》上。

  印刷电子是使用打印的办法制作电子科技类产品的新式技能，满意了新一代电子科技类产品柔性与个性化的特征需求，将为微电子职业带来新的技能革命。在曩昔的20年里，喷墨打印、激光诱导搬运(LIFT)或其他打印技能获得了长足发展，可以在不需求洁净室的环境下制作功用性有机物和无机微电子器材。可是，以上打印办法典型特征尺度通常在几十微米量级，而且常常需求高温后处理工艺，或许依靠多种工艺结合以完成功用器材的加工。激光微纳加工技能使用激光脉冲与资料的非线 nm精度完成传统办法难以完成的杂乱功用结构和器材的增材制作。可是，现在大部分激光微纳加工结构是单一的聚合物资料或金属资料。半导体资料激光直写办法的缺失也导致现在激光微纳加工技能的使用难以拓宽至微电子器材范畴。

  图1:金属/半导体资料激光复合打印。a,d:金属铂；b,e:氧化锌半导体; c,f:金属银。

  在这篇论文中，杨亮研讨员与德国及澳大利亚的研讨人员协作，立异性地开发了激光打印作为一种功用性电子器材打印技能，在单一激光加工体系中完成了半导体(ZnO) 和导体（Pt 和 Ag）等多种资料的复合激光打印（图1），而且彻底不需求任何高温后处理工艺过程，最小特征尺度1 µm。 这一打破使得可以精确的经过微电子器材的功用对导体与半导体，乃至是绝缘资料的布局进行定制化规划和打印，极大地提高了微电子器材打印的精度、灵活性、可控性。在此基础上研讨团队成功完成了二极管、忆阻器和物理不行仿制加密电路的一体化激光直写（图2）。该技能与传统的喷墨打印等技能兼容，而且有望推行至多种P型、N型半导体金属氧化物资料的打印，为杂乱、大尺度、三维功用微电子器材的加工供给了体系的新办法。

  图2:根据激光打印技能成功完成了忆阻器及物理不行仿制加密电路等功用微电子器材的一体化打印。

  我国科学技能大学姑苏高级研讨院的杨亮研讨员为论文的榜首作者和一起通讯作者，协作者包含德国卡尔斯鲁尔大学、德国海德堡大学以及澳大利亚昆士兰大学的研讨人员。该项研讨工作得到了国家自然科学基金以及德国联邦科学基金的支撑。