Forscher erzielen Durchbruch bei flexibler Elektronik

Preiswerter Druck von Silizium-Nanodrähten auf biegsamen Oberflächen erlaubt neue Anordnungsmöglichkeiten. [...]

Forschern der University of Glasgow ist es erstmals gelungen, kostengünstig hochmobile Halbleiter-Nanodrähte auf flexible Oberflächen zu drucken, um hochleistungsfähige, ultradünne elektronische Schichten zu entwickeln. Diese neue Form der Elektronikfertigung, bei der Silizium–Nanodrähte in flexible Oberflächen eingebettet werden, könnte zu komplett neuen Formen biegsamer Elektronik führen.

Hohe Reproduzierbarkeit

„Wir haben ein Kontaktdrucksystem entwickelt, mit dem wir flexible Elektronik mit hoher Reproduzierbarkeit zuverlässig erstellen können. Dies ist ein wirklich spannender Schritt, um alle Arten von biegbaren, flexiblen und drehbaren neuen Geräten zu erstellen“, erklärt Forschungsleiter Ravinder Dahiya. Die neue Technik könnte den Experten zufolge Grundlage für eine breite Palette von Anwendungen bilden, einschließlich Bildschirmen, verbesserten Gesundheitsüberwachungslösungen, implantierbaren Geräten und synthetischer Haut für die Prothetik.

„Dies markiert einen wirklich wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu einer neuen Generation flexibler und gedruckter Elektronik. Damit zukünftige Elektronikgeräte Flexibilität in ihr Design integrieren können, benötigt die Industrie Zugang zu energieeffizienter Hochleistungselektronik, die kostengünstig und großflächig produziert werden kann“, so Dahiya. Die Halbleiter-Nanodrähte wurden von den Forschern aus Silizium und Zinkoxid hergestellt und dann auf flexible Untergründe gedruckt, um elektronische Bauelemente und Schaltkreise zu entwickeln.

Neue Anordnungsmöglichkeit

Während des Drucks wurden das Team darauf aufmerksam, dass es einheitliche Silizium–Nanodrähte erzeugen konnte, die in die gleiche Richtung ausgerichtet werden – ganz im Gegensatz zu der zufälligeren, baumzweigartigen Anordnung, die durch ein ähnliches Verfahren für Zinkoxid erzeugt wird. Da elektronische Geräte den Researchern zufolge schneller laufen, wenn Elektronen in geraden Linien verlaufen können, eignen sich die Silizium–Nanodrähte für die Verwendung bei flexiblen Oberflächen am besten.

Das Team musste vor der Fertigstellung eine Reihe von Experimenten durchführen, um die Drähte auf flexible Oberflächen zu drucken. Dabei konnten sie die optimale Kombination von Druck und Geschwindigkeit feststellen, um eine maximale Effektivität zu erreichen. „Wir haben uns gerade weitere Mittel gesichert, die wir nutzen werden, um den Prozess weiter voranzutreiben und ihn für industrielle Zwecke leichter anwendbar zu machen. Wir freuen uns darauf, auf dem aufzubauen, was wir bereits erreicht haben“, so Dahiya abschließend.