در قلب هر دستگاه الکترونیکی است که سرد و سخت کامپیوتر تراشه تحت پوشش در یک شهر مینیاتوری از ترانزیستورها و دیگر عناصر نیمه رسانایی. از آنجا که تراشه های کامپیوتری در حال سفت و سخت دستگاه های الکترونیکی که در آنها قدرت مانند گوشی های هوشمند و لپ تاپ و ساعت و تلویزیون و به طور مشابه انعطاف ناپذیر.

در حال حاضر یک فرایند طراحی و توسعه توسط مهندسین MIT ممکن است کلیدی برای تولید انعطاف پذیر الکترونیک با ویژگی های متعدد در یک راه مقرون به صرفه.

این فرایند به نام “کنترل از راه دور epitaxy” و شامل رشد لايه نازک از مواد نیمه رسانایی بزرگ ضخیم ویفر از همان مواد است که تحت پوشش یک لایه میانی از گرافن. هنگامی که محققان رشد یک نیمه رسانایی فیلم, آنها می توانند پوست آن را دور از گرافن تحت پوشش ویفر و سپس استفاده مجدد ویفر که به خودی خود می تواند گران قیمت بسته به نوع مواد ساخته شده است. در این راه این تیم می تواند کپی و پوست دور هر تعداد از نازک انعطاف پذیر نیمه رسانایی فیلم با استفاده از همان اساسی ویفر.

در یک مقاله منتشر شده در مجله طبیعت, محققان نشان می دهد که آنها می توانید با استفاده از کنترل از راه دور epitaxy به تولید مستقل فیلم از هر عملکردی مواد. از همه مهمتر, آنها می توانند پشته فیلم های ساخته شده از این مواد مختلف به تولید انعطاف پذیر چند منظوره دستگاه های الکترونیکی.

محققان انتظار دارند که این روند می تواند مورد استفاده برای تولید چسبناک الکترونیکی فیلم برای طیف گسترده ای از کاربردها از جمله واقعیت مجازی فعال لنزهای تماسی خورشیدی پوسته که قالب به خطوط ماشین خود را الکترونیکی, پارچه است که پاسخ دادن به آب و هوا و سایر الکترونیک انعطاف پذیر است که به نظر می رسید تا به حال به این مسائل از مارول ،

“شما می توانید با استفاده از این روش به ترکیب و مطابقت با هر نیمه رسانایی مواد را به دستگاه های جدید قابلیت در یکی از انعطاف پذیر تراشه می گوید:” Jeehwan کیم استادیار مهندسی مکانیک در دانشگاه فنی ماساچوست. “شما می توانید الکترونیک در هر شکل.”

کیم نویسندگان شامل هیون S. Kum, Sungkyu کیم, وی کنگ کوان Qiao پنگ چن Jaewoo شیم Sang-Hoon Bae, Chanyeol, Choi لوئیجی Ranno, Seungju جستجوگرها Sangho Lee Jackson بائر و کارولین راس از دانشگاه MIT به همراه همکاران از Uniersity از ویسکانسین در مدیسون دانشگاه کرنل دانشگاه ویرجینیا و دانشگاه ایالتی پن, Sun Yat-Sen University, و کره جنوبی انرژی اتمی موسسه تحقیقات.

خرید زمان

کیم و همکارانش در گزارش خود نتایج با استفاده از کنترل از راه دور epitaxy در سال 2017. سپس آنها قادر به تولید نازک انعطاف پذیر فیلم نیمه رسانایی مواد اول قرار دادن یک لایه از گرافن در ضخامت گران ویفر ساخته شده از ترکیبی از فلزات عجیب و غریب. آنها سرازیر اتم از هر فلز بیش از گرافن تحت پوشش ویفر و اتم تشکیل یک فیلم در بالای گرافن در همان کریستال به عنوان الگوی اساسی ویفر. گرافن ارائه یک سطح نچسب که از آن محققان می تواند پوست دور جدید فیلم ترک گرافن تحت پوشش ویفر که آنها می تواند استفاده مجدد.

در سال 2018 در این تیم نشان داد که آنها می تواند با استفاده از کنترل از راه دور epitaxy به نیمه رسانایی مواد از فلزات در گروه های 3 و 5 جدول تناوبی, اما نه از گروه 4. دلیل آنها یافت می شود آب پز را به قطب و یا مربوطه اتهامات بین اتم جریان بیش از گرافن و اتم در زمینه ویفر.

پس از تحقق این کیم و همکارانش تلاش کرده اند یک تعداد به طور فزاینده ای عجیب و غریب نیمه رسانایی ترکیب. همانطور که در این مقاله جدید این تیم با استفاده از کنترل از راه دور epitaxy را انعطاف پذیر و نیمه رسانایی فیلم از مجموعه اکسیدهای — ترکیبات شیمیایی ساخته شده از اکسیژن و حداقل دو عناصر دیگر. مجتمع اکسیدهای شناخته شده برای طیف گسترده ای از الکتریکی و مغناطیسی خواص و برخی از ترکیبات می تواند تولید یک زمان هنگامی که جسمی کشیده و یا در معرض یک میدان مغناطیسی است.

کیم می گوید: توانایی تولید انعطاف پذیر و فیلم از مجموعه اکسیدهای می تواند باز کردن درب به انرژی جدید-havesting دستگاه های مانند ورق یا پوشش است که کشش در پاسخ به ارتعاشات و تولید برق به عنوان یک نتیجه. تا به حال پیچیده اکسید مواد تنها شده اند تولید شده در سفت و سخت میلیمتر-ضخامت ویفر با انعطاف پذیری محدود و در نتیجه محدود تولید انرژی بالقوه است.

محققان را به نیشگون گرفتن و کشیدن فرایند خود را پیچیده اکسید فیلم. آنها در ابتدا متوجه شد که زمانی که آنها سعی در ایجاد یک مجتمع اکسید مانند استرانسيوم تيتانات باريم (یک ترکیب از استرانسیم تیتانیوم و سه اتم اکسیژن) این اتم های اکسیژن است که آنها در جریان بیش از گرافن تمایل به اتصال با گرافن را اتم های کربن اچ دور بیت از گرافن به جای پس زمینه ویفر را الگو و اتصال با استرانسیم و تیتانیوم. به عنوان شگفت انگیزی ساده رفع محققان اضافه شدن یک لایه دوم از گرافن.

“ما دیدیم که در زمان اولین لایه از گرافن اچ خاموش اکسید ترکیبات در حال حاضر شکل گرفته بنابراین عنصری اکسیژن پس از آن اشکال این مورد نظر ترکیبات نیست و ارتباط برقرار کردن به شدت با گرافن” کیم توضیح می دهد. “پس از دو لایه گرافن اقدام به خرید برخی از زمان برای این ترکیب به شکل.”

پوست و پشته

تیم خود استفاده می شود به تازگی بهینه سازی مراحل برای ساخت فیلم از چند مجتمع اکسید مواد لایه بردار هر 100 نانومتری-لایه نازک آن را به عنوان ساخته شده بود. آنها همچنین قادر به پشته با هم لایه های مختلف پیچیده اکسید مواد موثر و چسب آنها را با هم با حرارت دادن آنها کمی تولید انعطاف پذیر چند منظوره دستگاه.

“این اولین بار است که نمایشی از انباشته چند نانومتر-غشاء نازک مانند بلوک های لگو است که غیر ممکن است چرا که تمام عملکرد مواد الکترونیکی وجود داشته باشد و در ضخامت ویفر فرم” کیم می گوید.

در یک آزمایش این تیم با هم انباشته فیلم دو پیچیده اکسیدهای: کبالت فریت شناخته شده به گسترش در حضور یک میدان مغناطیسی و PMN-PT ماده ای است که به تولید ولتاژ در هنگام کشیده. زمانی که محققان در معرض چند فیلم به یک میدان مغناطیسی این دو لایه با هم به گسترش و تولید یک جریان الکتریکی کوچک.

نتایج نشان می دهد که از راه دور epitaxy می توان مورد استفاده برای ایجاد انعطاف الکترونیک از ترکیبی از مواد با ویژگی های مختلف که قبلا به آنها دشوار است به ترکیب و در یک دستگاه. در مورد فریت کبالت و PMN-PT هر یک از مواد مختلف کریستالی الگوی. کیم می گوید که سنتی epitaxy تکنیک های که رشد مواد در دمای بالا در یک ویفر تنها می تواند ترکیب مواد اگر خود کریستالی الگوها مطابقت. او می گوید که با کنترل از راه دور epitaxy محققان می توانید هر تعداد از فیلم های مختلف استفاده های مختلف قابل استفاده مجدد ویفر و سپس آنها را به پشته با هم بدون در نظر گرفتن کریستالی الگوی.

“تصویر بزرگ از این کار این است که شما می توانید ترکیب کاملا متفاوت مواد در یک مکان با هم” کیم می گوید. “در حال حاضر شما می توانید تصور کنید که نازک و انعطاف پذیر دستگاه ساخته شده از لایه که شامل یک سنسور محاسبات سیستم یک باتری خورشیدی تلفن همراه بنابراین شما می توانید انعطاف پذیر خود تأمین اینترنت از چیزهایی انباشته تراشه.”

تیم بررسی ترکیب های مختلف از نیمه رسانایی و فیلم در حال کار بر روی توسعه نمونه اولیه دستگاه های مانند چیزی کیم خواستار یک “الکترونیکی امضا” — انعطاف پذیر و شفاف تراشه است که می توانید وصل کنید و مطابق با بدن یک فرد به حس و بی سیم رله علائم حیاتی مانند دما و نبض.

“ما هم اکنون می توانید نازک انعطاف پذیر, فناوری های پوشیدنی با بالاترین قابلیت” کیم می گوید. “فقط پوست کردن و جمع کردن.”

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de