Investigadores de la Universidad de Linköping y RISE, Campus Norrköping, han demostrado por primera vez que es posible imprimir circuitos integrados completos con más de 100 transistores electroquímicos orgánicos. El resultado ha sido publicado en Comunicaciones de la naturaleza .
"Este es un paso decisivo para una tecnología que nació en la Universidad de Linköping hace poco más de 17 años. El resultado muestra que nuevamente estamos liderando el campo, gracias a la estrecha colaboración entre la investigación básica en el Laboratorio de Electrónica Orgánica, LOEe investigación aplicada en RISE ", dice Magnus Berggren, profesor de electrónica orgánica y director de LOE.
"La ventaja que tenemos aquí es que no necesitamos mezclar diferentes métodos de fabricación: todo se hace mediante serigrafía y en relativamente pocos pasos de procesamiento. La clave es garantizar que las diferentes capas terminen exactamente en el lugar correcto,"dice Peter Andersson Ersman, investigador en electrónica impresa en el instituto de investigación RISE.
La impresión de circuitos electrónicos con un ancho de línea de aproximadamente 100 micrómetros también impone altas exigencias a la tecnología de impresión, y la investigación en electrónica impresa ha sido ayudada por la industria gráfica. Han desarrollado marcos de serigrafía con mallas que pueden imprimir líneas extremadamente finasY se necesitaron muchas horas de investigación para desarrollar tinta de impresión con las propiedades correctas.
"La investigación recibió fondos de muchas fuentes diferentes durante los últimos 17 años", nos dice Magnus Berggren.
Estos incluyen la Fundación Sueca para la Investigación Estratégica, Vinnova, y la Fundación Knut y Alice Wallenberg, mientras que en los últimos años la UE se ha involucrado, a través del proyecto Eureka Eurostars Prolog.
"El primer avance para los circuitos impresos que utilizan la serigrafía se produjo en el proyecto Prolog. Publicamos estos resultados en 2017", dice Peter Andersson Ersman.
Desde entonces, se han abordado al menos otros tres desafíos: reducir el tamaño del circuito, aumentar la calidad de modo que la probabilidad de que todos los transistores funcionen en el circuito sea lo más cercana posible al 100% y, no menos importante, resolverintegración con los circuitos basados en silicio necesarios para procesar señales y comunicarse con el entorno.
"Uno de los principales avances es que hemos podido utilizar circuitos impresos para crear una interfaz con componentes electrónicos tradicionales basados en silicio. Hemos desarrollado varios tipos de circuitos impresos basados en transistores electroquímicos orgánicos. Uno de ellos es un cambio-registro, que puede formar una interfaz y tratar el contacto entre el circuito basado en silicio y otros componentes electrónicos como sensores y pantallas. Esto significa que ahora podemos usar un chip de silicio con menos contactos, que necesita un área más pequeña yde esta manera más barato ", dice Magnus Berggren.
El desarrollo de la tinta para imprimir las líneas finas y las mejoras de los marcos de serigrafía han contribuido no solo al proceso de miniaturización, sino también a lograr una mayor calidad.
"Ahora podemos colocar más de 1000 transistores electroquímicos orgánicos en un sustrato de plástico de tamaño A4, y podemos conectarlos de diferentes maneras para crear diferentes tipos de circuitos integrados impresos", dice Simone Fabiano, jefe de investigación en nanoelectrónica orgánica en elLaboratorio de Electrónica Orgánica.
Estos circuitos integrados a gran escala abreviado "LSI" se pueden usar, por ejemplo, para alimentar una pantalla electrocrómica, fabricada como electrónica impresa, u otra parte del mundo electrónico en línea que trae el internet de las cosas.
El material utilizado por los investigadores es el polímero PEDOT: PSS, que es el material más estudiado en el mundo en el campo de la electrónica orgánica.
"Este material estaba disponible comercialmente hace 17 años, y fue pura suerte que elegimos trabajar con este material en particular. Ahora usamos el mismo material en el circuito integrado que en la pantalla, lo que permite imprimir de manera más eficiente"Hemos desarrollado un proceso completo para imprimir circuitos aquí en el Printed Electronics Arena en Norrköping", dice Magnus Berggren.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Linköping . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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