精密元件製作的新思路

文章（zhāng）來源：MaterialsViews

定向排（pái）列的纖維陣列，能賦予自身（shēn）*的電學（xué）和光學等方麵的特性，從而激發科研人員的廣泛研究。近年來，通（tōng）過對傳統靜電紡絲（sī）工藝的改進，科研人員已經能夠（gòu）針（zhēn）對大（dà）量微納米纖維進行同時操縱而製備出有（yǒu）序的納米纖維陣列，然而卻始終無法保證纖維陣列的高度有序性，從而極大（dà）的限製了其在精密微電子和光電子器件等領域的應用。為了彌補這種缺陷，需要開發新的製備（bèi）工藝來（lái）實現對（duì）單根微納米線的定位生長與沉積。

近日，中科院（yuàn）半導體研究所超晶格國家重點實驗室（shì）沈國震課題組與北京科技大學數理學院（yuàn）陳娣教授合作，設（shè）計出（chū）一種近場直寫技術，克服了傳統電紡（fǎng）纖維無序和不可（kě）控的缺點，實現了對單根微納米線的操縱，能夠在硬性基底（dǐ）和柔性基底上、大麵積的（de）製備高度有序的無機或有（yǒu）機微（wēi）納米線。利用這（zhè）種技術打印的鍺酸鋅微米線陣（zhèn）列可以按需求調控微米線的形貌、數目（mù）和沉積位置，進而避免了對於製備的微（wēi）納米（mǐ）線（xiàn）的二次操作（zuò）。基於鍺（zhě）酸鋅微米線的光電探測器件具有較低的暗電流（~10-12 A），並在360 nm的紫外光下表現出了高達4×103的開關比特性，同時還可以通過控製打印（yìn）微米線的數目來達（dá）到調控鍺酸鋅光電探測器件的光響應性能的（de）目（mù）的，這對於實現器（qì）件電學性能的可控性提供了十分有利的條件，在光敏成像等電子器件方麵具有極大的應（yīng）用潛力。基於這種鍺酸鋅微米線（xiàn）陣列，該課題組製作了7×7陣列的圖案化的集（jí）成圖像傳感器，像素密度（dù）為（wéi）10個/cm2。由於近場（chǎng）直寫過（guò）程中相鄰微米線之間的間距可調，因此可以進一步實現（xiàn）對於像素密度的提高和圖案化傳感器件的種類，進而在微電子器（qì）件和精密電子器件領域發（fā）揮一定的作用。這種半導體微米線集成打印（yìn）技（jì）術結合電子器件的圖案化設計能力，在（zài）不（bú）遠的將來能夠用於新型（xíng）的柔性可穿戴式傳感器件、電（diàn）子紡織（zhī）品、晶體管和精密集成電路等領域。