Linköping Üniversitesi ve RISE, Campus Norrköping’deki araştırmacılar; ilk kez 100’den fazla organik elektrokimyasal transistörle tümleşik devrelerin yazdırılmasının mümkün olduğunu göstermiştir.
RISE Araştırma Enstitüsü Basılı Elektronik Alanı Araştırmacı Peter Andersson Ersman: “Burada sahip olduğumuz avantaj, farklı üretim yöntemlerini karıştırmamıza gerek kalmamasıdır: Her şey serigrafi baskıyla ve nispeten az işlem adımlarıyla yapılır. Anahtar; farklı katmanların tam olarak doğru yerde durmasını sağlamaktır.”
Yaklaşık 100 mikrometre çizgi genişliğine sahip elektronik devrelerin basılması da baskı teknolojisine büyük talepler getirmekte ve basılı elektronik araştırmaları burada grafik endüstrisi tarafından desteklenmektedir. Araştırmacılar son derece ince çizgiler yazdırabilen kafesli ekran baskı çerçeveleri geliştirdiler.
Birçok Farklı Fon
Araştırmacı Peter Andersson Ersman: “Serigrafi kullanan baskılı devreler için ilk atılım Prolog Projesinde gerçekleşti. Bu sonuçları 2017’de yayınladık.”
O zamandan beri en az üç başka zorluk daha ele alındı: Devre büyüklüğünün azaltılması, devre çalışmasındaki tüm transistörlerin mümkün olduğunca yüzde 100 olması ihtimalini arttırarak kaliteyi arttırmak ve gereken silikon bazlı devrelerle entegrasyonu çözmek, sinyalleri işlemek ve çevre ile iletişim kurmak…
Magnus Berggren: “En büyük gelişmelerden biri, geleneksel silikon bazlı elektronik bileşenlerle bir arayüz oluşturmak için basılı devreleri kullanabilmemiz. Organik elektrokimyasal transistörlere dayanan çeşitli tiplerde devreleri geliştirdik. Bir arayüz oluşturulabilir ve silikon bazlı devre ile sensörler ve ekranlar gibi diğer elektronik bileşenler arasındaki temasla başa çıkılabilir. Bu, artık daha az alana ihtiyaç duyan ve daha az temas gerektiren daha az kontaklı bir silikon çipi kullanabileceğimiz anlamına gelir. ”
A4 Boyutunda 1000 Organik Transistör
İnce çizgileri basmak için mürekkebin geliştirilmesi ve serigrafi baskı çerçevelerinin iyileştirilmesi, sadece minyatürleştirme işlemine değil; aynı zamanda daha yüksek kaliteye ulaşmaya da katkıda bulunmuştur.
Organik Elektronikler Laboratuvarı Organik Nanoelektronik Araştırmaları Başkanı Simone Fabiano: “Artık A4 boyutlu plastik bir alt tabakaya 1000’den fazla organik elektrokimyasal transistör yerleştirebilir ve bunları farklı tiplerde entegre devreler oluşturmak için bağlayabiliriz.”
Bu büyük ölçekli entegre devreler (“LSI” olarak kısaltılır), örneğin, bir elektrokromik ekranı, kendisi basılı elektronik olarak imal edilir veya çevrimiçi elektronik dünyasında Nesnelerin İnterneti’nin getirdiği başka bir bölümünü çalıştırmak için kullanılabilir.
Araştırmacılar tarafından kullanılan malzeme; organik elektronik alanında dünyada en çok çalışılan materyal olan polimer PEDOT: PSS’dir.
Araştırmacı Magnus Berggren: “Bu malzeme 17 yıl önce ticari olarak temin edilebilirdi ve bu özel malzeme ile çalışmayı seçmemiz tamamen şanstı. Şimdi, entegre devre içinde ekranla aynı malzemeyi kullanıyoruz, bu da daha verimli baskı almayı mümkün kılıyor.”
