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浙大学者研发超薄功能器件大面积、可编程转印

  柔性无机电子器件在可穿戴健康监测、柔性显示、人机界面等众多领域都有着重要应用,近十年来,在全球范围内得到广泛关注。然而,柔性无机电子器件无法直接利用传统微纳加工方法在柔性基体上进行制备集成,必须通过转印技术将无机薄膜从其生长基体上剥离并转移到柔性可变形衬底上。随着功能器件的厚度减小和转移数量的急剧增多,这一看似简单的过程也变得愈加困难和极具挑战,成为当前制约柔性无机电子器件大规模制造和产业化应用过程中的一个关键难题。

  6月18日,浙江大学航空航天学院宋吉舟教授课题组提出了一种低成本、可编程的高效转印集成方法,突破了现有转印技术的局限性,能够实现几百纳米到几微米厚的超薄功能元器件的大面积、可编程高效转移印刷。相关研究成果以“Programmable and scalable transfer printing with high reliability and efficiency for flexible inorganic electronics”为题发表在国际知名期刊《科学进展》(Science Advances)上。论文第一作者为航空航天学院博士生王成军,宋吉舟教授为论文通讯作者,参与该工作的还有航空航天学院陈伟球教授和信息与电子工程学院金浩副教授。

  该研究创新性地提出利用微球在外界激励作用下体积发生膨胀来改变转印印章表面粗糙度,从而减小功能器件与印章之间的接触面积,降低界面粘附来完成转印。通过以热释放胶带印章为例,文章展示了该方法在印章粘附调控性能、稳定拾取以及高效转移超薄功能器件上独特的优势。

  同时,通过与激光加热设备相结合,该方法可以实现可编程、大面积选择性转印集成的功能。通过可编程地转移印刷硅薄膜、硅薄膜光电探测器和超薄Micro_LED芯片阵列以及大面积选择性地转移印刷柔性应变片和表面声波器件阵列等,展示了该方法广泛的适用性,这一成果为柔性无机电子器件大规模制造提供了新思路。

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