Все новости от 19 апреля 2004 г.

Напыляемая электроника стала ближе к реальности

На прошедшей неделе сотрудники Xerox и TDA Research независимо друг от друга представили коммерчески реализуемые способы изготовления транзисторов из пластика, вместо кремния. Такая смена материалов может существенно уменьшить стоимость компьютерных дисплеев, так как производителям этих устройств больше не понадобятся миллиардодолларовые заводы. Не менее важно и то, что можно будет существенно расширить диапазон объектов, подключаемых к интернету, так как место твердотельных чипов займут тонкие пленки или плавкие материалы. Например, в журнале можно будет напечатать тонкий дисплей, подключаемый к интернету по беспроводной сети, а пластиковые бутылки с водой будут передавать сигналы в систему учета.

«Через два-три года что-то вроде низкокачественного дисплея, изготовленного из этих материалов, мы сможем увидеть на рынке», — сказал Бен Онг, руководитель проекта канадского исследовательского центра Xerox, где разрабатывается ряд электронных полимеров.

А TDA на прошлой неделе представила олиготрон, проводящий полимер, который можно использовать для изготовления недорогих солнечных элементов или датчиков. Проект финансируется Национальным фондом науки США.

Проводящие полимеры создавались и в прошлом; однако они часто оказывались непрактичными. В общем случае эти материалы не растворяются в жидкости, что усложняет их формирование или напыление. На воздухе или в воде они, как правило, легко коррозируют.

Xerox в своем проекте создала молекулу, которая может работать как полупроводник (то есть проводить электрический ток по команде) и относительно не чувствительна к влиянию окружающей среды. Возможно, придется контролировать уровень запыленности производственных помещений, но ничего подобного «чистой комнате», необходимой для производства современных чипов, не потребуется. «Это позволяет печатать схемы в обычных условиях», — говорит Онг.

После напыления молекулы самоориентируются по отношению к своим соседям. «Молекулы должны иметь возможность самоорганизовываться в надлежащую структуру, чтобы переносить заряды». Xerox разработала еще две самоорганизующиеся молекулы: одна из них играет роль проводника, а другая ведет себя как диэлектрик. Все три молекулы вместе создают основу для изготовления печатаемых чипов.

Palo Alto Research Center (PARC), дочерняя компания Xerox, уже изготовила действующую электронную матрицу, которая работает как дисплейная панель, говорит Онг. Xerox, Motorola и Dow Chemical проводят дальнейшие эксперименты по интеграции этого материала в различные устройства и по управлению свойствами проводящего материала посредством разных технологий печати и специальных масок. Группа Онга планирует эксперименты по напылению проводящих и изоляционных материалов.

Между тем олиготрон представляет собой разновидность материала, называемого Pedot (polyethylene dioxythiophene). Pedot — проводник, но боится воды. Чтобы решить эту проблему, TDA добавила к центральной молекуле Pedot еще две молекулы и разработала раствор, в котором производители смогут формировать материал. В этом растворе из олиготрона можно будет изготавливать бутылки для воды, способные передавать сигналы.

Оба эксперимента служат примерами нанотехнологий, так как свойства этих материалов проявляются только при манипулировании ими на молекулярном уровне. Другие компании работают над созданием аналогичных материалов с применением углеродных нанотрубок или органических светодиодов (OLED).

Ни один из этих материалов не конкурирует с кремнием на традиционном для него рынке. Прежде всего, пластиковые транзисторы очень велики. Цепи Xerox могут иметь ширину 20-50 мкм, тогда как Intel изготавливает свои чипы из 90-нм элементов. И все же для дисплея видео или PDA они достаточно миниатюрны. Обычно дисплеи содержат всего 110 пикселов на квадратный дюйм, отмечает Онг. Материалы Xerox можно применять и в качестве проводников. «Наш проводник почти так же хорош, как золото», — заявил он. 

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы: