Nano-druk układów elektronicznych bez spiekania w wysokiej temperaturze

Niemiecki Instytut Technologii w Karlsruhe (KIT) opracował nową technikę drukowania nanometrowych struktur ze szkła kwarcowego bezpośrednio na chipach półprzewodnikowych, wykorzystując hybrydową organiczno-nieorganiczną żywicę polimerową jako surowiec. Metoda ta, opisana w czasopiśmie "Science", nie wymaga spiekania, co skutkuje znacznie niższymi temperaturami i wyższą rozdzielczością druku, co każe myśleć o zastosowaniach w nanofotonice.

Drukowanie mikro- i nanometrowych struktur szkła kwarcowego z czystego dwutlenku krzemu otwiera wiele nowych możliwości w optyce, fotonice i technologiach półprzewodnikowych. Dotychczasowe procedury wytwarzania z tych materiałów opierały się na tradycyjnym spiekaniu. Temperatury spiekania nanocząstek dwutlenku krzemu przekraczają 1100°C, co uniemożliwia bezpośrednie osadzanie na chipach półprzewodnikowych. Jens Bauer z Instytutu Nanotechnologii KIT stworzył nową metodę produkcji przezroczystego szkła kwarcowego o doskonałej rozdzielczości i wyjątkowych właściwościach mechanicznych w znacznie niższych temperaturach.

W procesie tym wykorzystywana jest hybrydowa organiczno-nieorganiczna żywica polimerowa, która składa się z cząsteczek wielościennego oligomerycznego silseskwioksanu (POSS), które są drobnymi, podobnymi do klatek cząsteczkami dwutlenku krzemu. Po wydrukowaniu 3D materiału w celu wytworzenia nanostruktury 3D, jest podgrzewany w powietrzu do temperatury 650°C w celu wyeliminowania składników organicznych. Nieorganiczne klatki POSS łączą się w celu wytworzenia ciągłej mikrostruktury lub nanostruktury szkła kwarcowego w temperaturze o połowę niższej niż wymagana w przypadku technik opartych na spiekaniu nanocząstek.

Źródło: www.techexplorist.com, zdjęcie: www.kit.edu

Mirosław Usidus