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浙大學者研發超薄功能器件大面積、可編程轉印技術

發布時間:2020-06-19來源:浙大新聞辦作者:者也0

柔性無機電子器件在可穿戴健康監測、柔性顯示、人機界面等眾多領域都有著重要應用,近十年來,在全球范圍內得到廣泛關注。然而,柔性無機電子器件無法直接利用傳統微納加工方法在柔性基體上進行制備集成,必須通過轉印技術將無機薄膜從其生長基體上剝離并轉移到柔性可變形襯底上。隨著功能器件的厚度減小和轉移數量的急劇增多,這一看似簡單的過程也變得愈加困難和極具挑戰,成為當前制約柔性無機電子器件大規模制造和產業化應用過程中的一個關鍵難題。

618日,浙江大學航空航天學院宋吉舟教授課題組提出了一種低成本、可編程的高效轉印集成方法,突破了現有轉印技術的局限性,能夠實現幾百納米到幾微米厚的超薄功能元器件的大面積、可編程高效轉移印刷。相關研究成果以“Programmable and scalable transfer printing with high reliability and efficiency for flexible inorganic electronics為題發表在國際知名期刊《科學進展》(Science Advances)上。論文第一作者為航空航天學院博士生王成軍,宋吉舟教授為論文通訊作者,參與該工作的還有航空航天學院陳偉球教授和信息與電子工程學院金浩副教授。

該研究創新性地提出利用微球在外界激勵作用下體積發生膨脹來改變轉印印章表面粗糙度,從而減小功能器件與印章之間的接觸面積,降低界面粘附來完成轉印。通過以熱釋放膠帶印章為例,文章展示了該方法在印章粘附調控性能、穩定拾取以及高效轉移超薄功能器件上獨特的優勢。

1.轉印印章粘附調控機理示意圖及性能展示

同時,通過與激光加熱設備相結合,該方法可以實現可編程、大面積選擇性轉印集成的功能。通過可編程地轉移印刷硅薄膜、硅薄膜光電探測器和超薄Micro_LED芯片陣列以及大面積選擇性地轉移印刷柔性應變片和表面聲波器件陣列等,展示了該方法廣泛的適用性,這一成果為柔性無機電子器件大規模制造提供了新思路。

2.基于大面積、可編程轉印技術的Micro_LED柔性顯示應用

全文鏈接https://advances.sciencemag.org/content/6/25/eabb2393#app-1

宋吉舟教授課題組介紹:https://person.zju.edu.cn/jzsong

(文 者也/圖片由課題組提供)

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