Linköpingin ja Norrköpingin yliopiston tutkijat ovat ensimmäisenä maailmassa osoittaneet, että on mahdollista tulostaa kokonaisia integroituja piirejä, joissa on yli 100 orgaanista sähkökemiallista transistoria. Kehitystyön tulokset on julkaistu Nature Communications -lehdessä.
Norrköpingin RISE-tutkimuskeskuksen painetun elektroniikan tutkija Peter Andersson Ersmanin mukaan suurin etu uusimmasta tutkimustyöstä on, ettei prosessissa tarvitse sekoittaa erilaisia valmistusmenetelmiä. - Kaikki tapahtuu silkkipainatuksella ja suhteellisen harvoissa käsittelyvaiheissa. Tärkeintä on varmistaa, että eri kerrokset päätyvät tarkalleen oikeaan paikkaan. Andersson Ersman kertoo.
Noin 100 mikrometrin viivaleveyden piiriin kuuluvien elektronisten piirien tulostaminen asettaa korkeita vaatimuksia myös painoteknologialle. Apuna on ollut grafiikkateollisuus, joka on kehittänyt erittäin hienoja viivoja tuottavia painotekniikoita.
- Yksi suurimmista edistyksistä on ollut, että olemme pystyneet käyttämään painettuja piirejä luomaan rajapinnan perinteisiin piipohjaisiin elektronisiin komponentteihin. Yksi näistä on siirtorekisteri, joka voi muodostaa rajapinnan ja käsitellä piipohjaisen piirin ja muiden elektronisten komponenttien, kuten anturien ja näyttöjen, välistä kontaktia, Andersson Ersman jatkaa.
- Voimme nyt sijoittaa yli tuhat orgaanista sähkökemiallista transistoria A4-kokoiselle muovisubstraatille ja yhdistää ne eri tavoin erityyppisten painettujen integroitujen piirien luomiseksi, kertoo Linköpingin orgaanisen nanoelektroniikan tutkimusjohtaja Simone Fabiano.
Näitä laajamittaisia integroituja piirejä voidaan käyttää esimerkiksi sähkökromaattisen näytön virran syöttämiseen, joka myös on valmistettu painotettuna elektroniikkana. Tutkijoiden käyttämä materiaali on polymeeri PEDOT: PSS.
Norrköpingin orgaanisen elektroniikan laboratorion tutkijat löysivät uuden johtavan polymeerin, joka voi kasvattaa tilavuuttaan yli satakertaiseksi. Materiaali syntetisoitiin yhdessä Lontoon Imperial Collegen tutkijoiden kanssa.
Muutos tapahtuu, kun materiaali asetetaan elektrolyyttiin ja altistetaan +0,8 voltin sähköjännitteelle. Kun käytetään negatiivista jännitettä -0,8 volttia, materiaali supistuu ja paluu melkein alkuperäiseen tilavuuteensa.
Tätä toimintoa voidaan käyttää seulomiseen, suodattamiseen, puhdistamiseen ja prosessikemiaan. Sillä voi olla sovelluksia myös lääketieteessä ja biokemiassa, sanoo Norrköpingin orgaanisen elektroniikan laboratorion johtaja Magnus Berggren.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 12.11.2019
