Ученые из России разработали и подготовили к выходу на серийное производство принтер сухой аэрозольной печати, позволяющий дешево и быстро производить компоненты микроэлектроники из наночастиц без использования растворителей, жидких чернил или связывающих веществ. Об этом сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

«Наш метод релевантен для формирования пассивных элементов микроэлектроники, плазмонных слоев оптоэлектронных устройств, микродатчиков и каталитических структур. Но самое главное — мы устраняем риск загрязнения формируемой структуры солями от разложения стабилизаторов дисперсии или других компонентов чернил, которые могут ухудшить характеристики конечного устройства», — пояснил научный сотрудник МФТИ Владислав Борисов, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.

Как объясняют исследователи, ученые по всему миру активно работают над созданием технологий, позволяющих «печатать» электронику. В отличие от традиционной фотолитографии, трехмерные принтеры для печати электроники не требуют дорогостоящих чистых комнат, вакуумных установок, агрессивных химикатов и огромного расхода материалов, что в перспективе позволит существенно снизить себестоимость производства электроники.

Одним из главных препятствий для решения этой задачи пока является то, что все известные методы печати электроники требуют использования жидких чернил или растворов, чьи компоненты нужно удалять в процессе печати. Российские ученые разработали подход, который позволяет формировать наночастицы прямо в процессе печати методом электрического газового разряда и укладывать их на подложку сфокусированным аэрозольным пучком.

Исследователям удалось подобрать такие условия синтеза наночастиц, которые предотвращают их «слипание» и позволяют управляемым образом получать структуры нужных размеров и формы и затем спекать их при помощи лазера. Как объясняют физики, созданный ими принтер получает наночастицы, пропуская особым образом сконфигурированные импульсы электричества через набор электродов.

Благодаря сверхвысокой плотности, электрический ток «отрывает» и расплавляет микровыступы на электроде, что приводит к формированию наночастиц диаметром в 5-15 нанометров, которые уносятся потоком газа и фокусируются на тех частях чипа, где нужно сформировать дорожки. Первые опыты с принтером уже показали, что полученные подобным путем проводники не сильно уступают в проводимости полноценным кристаллам серебра, что позволяет использовать их для решения широкого класса задач.

Аналогичным образом, как отмечают ученые, можно получать и другие типы структур, в том числе и наноантенны и сенсоры на их базе, которые можно будет наносить на исследуемый объект прямо в процессе анализа, а также пористые материалы для газовых сенсоров и индуктивные элементы. Созданный исследователями принтер уже прошел государственные приемочные испытания и готовится к постановке на серийное производство, подытожили разработчики.