Imprimer et Shrink: Une nouvelle stratégie pour l'électronique imprimable?

par le professeur Michelle Rhin

L'attractivité de l'électronique d'imprimer sur des approches plus conventionnelles réside dans son potentiel de grand modèle-zones et des dispositifs flexibles à moindre coût sur ​​des substrats en plastique. ¹ Ces technologies pourraient s'avérer critique pour les applications comme les écrans flexibles et les antennes. ^{2 , 3} Alors que la sérigraphie et de l'encre Impression jet sont limitées dans la résolution, nous fournissons un moyen d'améliorer sur la limite inhérente à la résolution d'impression en imprimant sur précontraint feuilles de plastique. Avec une réduction de 95% dans la zone, nous pouvons atteindre une haute résolution et haute structures aspect ratio.

Professeur d'Khine Université de Californie, Irvine a proposé une méthode simple et ultra-rapide, robuste et à créer de vastes zones de nanowrinkles ainsi que forte de haute nanostructures surface bimétallique, nanopetals inventé, dans un polymère à mémoire de forme. En prenant pour modèle à la grande échelle, ce qui est facile et peu coûteux, nous nous appuyons sur la relaxation induite par la chaleur de la précontrainte des feuilles de polymères forme de mémoire pour atteindre nos structures désirées. ^4-6

Figure 1. Ultra-rapide, un processus de fabrication à bas coût de nanostructures intégrées dans le plastique. Nanowrinkles formé par le rétrécissement isoptropic (a) par la structuration via masque d'ombre et ensuite diminue isotrope (b), en rétrécissant anisotrope (c) et nanopetals créé par craquage du nanowrinkles.

Les nanostructures en résulte - qui servent aussi efficace nano-antennes - sont auto-assemblés en misant sur l'inadéquation de rigidité entre les rétractant précontraint feuille de polymère et les films métalliques minces. Ces nanopetals offrir minuscules points chauds sur leurs bords qui présentent des effets extrêmement forte plasmonique, confinant les émissions à des volumes d'excitation de petite taille (10 ^-18 L) et l'amélioration de l'intensité de fluorescence des fluorophores à proximité de plusieurs mille plis.

La forte surface plasmon effets de ces nanopetals dans le voisinage de la fluorescéine excité par microscopie à présenter deux photons plus de 4000 fois les améliorations de l'intensité de la fluorescence. Ces nanostructures sont facilement et ultrarapidly créé et peut être solidement intégrée dans des feuilles de plastique. Avec cette approche, nous pouvons faire une variété de structures, y compris des électrodes haute surface ainsi que des structures guide d'onde optique.

Nos travaux précédents avec les films rétractables ont porté sur les applications d'un jouet en polystyrène appelé "Shrinky-Dinks". ⁷ Récemment, nous avons démontré qu'un film rétractable polyoléfine mince présente une réduction de 95% dans la zone de haute-aspect des modèles de lithographie douce. ⁸ En combinant avec un cutter à faible coût d'artisanat numérique, nous avons pu également atteindre relativement uniforme et cohérente complète des canaux microfluidiques avec des surfaces lisses, des flancs verticaux, et les canaux de haute ratio d'aspect avec des résolutions latérales bien au-delà de l'outil utilisé pour les couper. ⁹ Lorsque combiné avec des encres conductrices ou des métaux, nous pouvons créer des structures intéressantes utile pour imprimer la nano-électronique.

Références

1. Par Ahn, EB Duoss, MJ Motala, X. Guo, S. Park, Y. Xiong, J. Yoon, RG Nuzzo, JA Rogers, le juge Lewis, de la Science, 2009, 323,1590-1592.
2. JA Rogers et al., Proc. Natl. Acad. Sci, 2001, 98, 4835.
3. RA Potyrailo, WG Morris, Anal. Chem., 2007, 79, 45.
4. K. Sollier, CA Mandon, KA Heyries, LJ Blum et CA Marquette, Chip Lab, 2009, 9, 3489-3494.
5. M. Long, MA Sprague, AA Grimes, BD Rich et M. Khine, Appl Phys Lett, 2009, 94,
6. CS Chen, DN Breslauer, JI Luna, A. Grimes, WC Chin, LP et M. Leeb Khine, Chip Lab, 2008, 8, 622-624.
7. A. Grimes, DN Breslauer, M. Long, J. Pegan, LP Lee et M. Khine, Chip Lab, 2008, 8, 170-172.
8. D. Nguyen, D. Taylor, K. Qian, N. Norouzi, J. Rasmussen, S. Botzet, KH Lehmann, K. et M. Halverson Khine, Chip Lab, 2010, 10, 1623-1626.
9. D. Taylor, D. Dyer, V. Lew, M. Khine, Chip Lab, 2010, DOI: 10.1039/c0047

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