Ученые создали новый метод производства гибкой электроники: в нем высокопроизводительный кремний печатают сразу на гибкие материалы. Инженеры из группы гибкой электроники и сенсорных технологий Университета Глазго (BEST) рассказывают, как они оптимизировали и улучшили традиционный процесс создания гибкой электроники на большой площади.

Ранее самую передовую гибкую электронику производили в основном с помощью трансферной печати: это трехэтапный процесс, немного похожий на чернильную печать на документах или визе.

Сначала полупроводниковую наноструктуру на основе кремния проектируют и делают на подложке. На втором этапе наноструктуру снимают с подложки мягким полимерным штампом. На заключительном этапе наноструктуру переносят со штампа на другую подложку, которая специально подходит для гибких устройств, например это может быть мягкая робототехника или гибкий дисплей.

Однако процесс трансферной печати имеет много ограничений, которые затрудняют создание крупных, сложных и гибких устройств. Это можно сравнить с некачественным штампом в паспорте, из-за непропечатанных чернил его сложнее прочесть или верифицировать, аналогично этому неполная или некачественная полимерная печать на подложке может привести к неправильной работе техники.

Поэтому команда из Глазго применила другой подход, в нем она полностью исключила второй из этап типичного процесса трансферной печати. Вместо переноса наноструктур на мягкий полимерный штамп перед его переносом на конечную подложку, теперь печать происходит прямо на гибкой поверхности.

Сначала инженеры сделали тонкую кремниевую наноструктуру размером менее 100 нм. Затем покрыли подложку ультратонким слоем химических веществ для улучшения адгезии. Подготовленную подложку обернули вокруг металлической трубки и, далее, эту трубку прокатили по кремниевой пластине, перенося ее на гибкий материал.

Тщательно оптимизировав процесс, команде удалось создать очень однородную печать на площади в 10 см² с выходом переноса в 95% — это значительно выше, чем в большинстве обычных процессов печати с переносом в нанометровом масштабе.