Новая производственная технология использует процесс, сходный с печатью газет, для получения более гладких и гибких металлических компонентов при производстве сверхбыстрых электронных элементов.
Малозатратный процесс, разработанный в Университете Пердью, сочетает инструменты, уже применяемые в промышленности для крупномасштабного производства металлов, но скорость и точность используемой валиковой газетной печати позволяет обойти препятствия на пути к созданию более быстрой электроники.
Подпись к изображению: Создаваемая лазером суперпластичность — новый метод печати компонентов для сверхбыстрой электроники с наноразрешением
Сотовые телефоны, ноутбуки, планшеты и многие другие устройства обработки информации зависят от металлических проводящих дорожек. Сейчас такие цепи делают в основном путём напыления жидкого металла через маску-трафарет.
«К сожалению, такая технология приводит к шероховатым поверхностям, что вызывает дополнительные нагрев и расход заряда аккумуляторов», — говорит профессор промышленного инжиниринга Рамзес Мартинец.
Сверхбыстрым устройствам будущего также понадобятся металлические компоненты значительно меньшего размера, что потребует большего разрешения для наноразмерного производства.
«Формирование всё более мелких металлических деталей требует шаблонов всё большего разрешения, до достижения наномасштабов, — говорит профессор Мартинец. — Применение новейших достижений нанотехнологии требует формировать металлические части с точностью до размеров, которые даже меньше зёрен металла, из которого они сделаны. Это как строить из песка замок размером меньше песчинки».
Этот так называемый «предел формования» препятствует производству материалов с наномасштабным разрешением на большой скорости.
Исследователи занялись этими вопросами — шероховатостью и низким разрешением — и создали новый крупномасштабный способ производства, который позволяет формировать наноразмерные металлические цепи с гладкой поверхностью с помощью обычного углекислотного лазера, широко используемого в промышленности для резки и гравировки.
«Печать крошечных металлических элементов таким же способом, как делают газеты, делает их значительно более гладкими. Это облегчает движение электротока и снижает риск перегрева».
Технология производства, названная «валиковая лазерная суперпластичность», использует роликовый штамп, похожий на применяемый в печати газет. Эта технология позволяет на короткое время получить «суперэластичное» поведение некоторых металлов, облучая их короткими лазерными импульсами, что делает возможным для металла заполнить наноразмерный рисунок роликового штампа, преодолев предел формования.
«В будущем, валиковое производство наноустройств по этой технологии позволит создавать сенсорные экраны с наноструктурным покрытием, способные взаимодействовать со светом и создавать 3D изображения, а также обеспечит малозатратное производство чувствительных биосенсоров», — сказал Мартинец.