Satu pasukan penyelidik di Stanford telah menghabiskan hampir dua dekad untuk mengembangkan rangkaian terpadu seperti kulit yang dapat diregangkan, dilipat, dibengkokkan dan dipintal — bekerja sepanjang masa — dan kemudian menarik diri tanpa gagal, setiap masa. Litar seperti ini memperlihatkan hari produk yang boleh dipakai dan boleh ditanam, tetapi satu rintangan selalu menghalangi.
Pasukan berpendapat bahawa mereka mempunyai jalan penyelesaian. Dalam kajian baru, kumpulan itu menerangkan bagaimana mereka mencetak litar bersepadu yang dapat diregangkan namun tahan lama pada bahan seperti kulit getah, menggunakan peralatan yang sama yang dirancang untuk membuat cip silikon padat — suatu pencapaian yang dapat memudahkan peralihan ke pengkomersialan dengan menukar pengecoran bahawa hari ini membuat litar kaku untuk menghasilkan yang boleh diregangkan.
Proses itu membolehkan para penyelidik memerah lebih dari 40,000 transistor dalam satu litar sentimeter persegi seluas yang boleh diregangkan, tetapi pasukan itu berpendapat dua kali ganda jumlahnya dapat dicapai. Walaupun itu masih jauh dari jutaan transistor yang dapat diperas ke kawasan yang sama pada cip silikon, cukup untuk membuat litar sederhana untuk sensor kulit, rangkaian skala badan dan bioelektronik yang dapat ditanam dengan aplikasi yang belum dibayangkan.
"Kaedah kami meningkatkan elastik-Transistor ketumpatan lebih daripada 100 kali ganda apa yang telah dicapai oleh orang lain setakat ini. Dan ia melakukannya dengan keseragaman yang sangat baik dalam transistor sambil tidak mengorbankan apa-apa dalam prestasi elektronik atau mekanikal, "kata penyelidik.
Proses lama, kimia baru
Kelebihan utama proses Stanford adalah bahawa ia dapat dilakukan dengan peralatan yang sama yang digunakan untuk membuat cip silikon hari ini. Prosesnya, yang dikenali sebagai fotolitografi, menggunakan sinar ultraviolet (UV) untuk memindahkan corak geometri yang aktif dan elektrik yang rumit - litar—Pada substrat padat, lapis demi lapis. Ini adalah proses pelapisan yang pelbagai dan kompleks, dengan cahaya, kimia dan pembilasan yang meninggalkan litar penting.
Kaedah ini telah berfungsi selama beberapa dekad di Semikonduktor industri tetapi, setakat ini, bahan kimia yang digunakan untuk melarutkan dan membersihkan bahan tahan cahaya juga membersihkan polimer seperti kulit yang menjadi asas rangkaian lenturan. Dengan mengembangkan fotokimia baru yang berfungsi pada bahan-bahan yang dapat diregangkan ini, pasukan Bao mengajar peralatan pembuatan yang benar-benar tepat untuk melakukan trik baru. Sebenarnya, proses Stanford malah menghilangkan beberapa langkah yang diperlukan dalam pembuatan silikon. Semuanya menambah hasil yang luar biasa.
Padat dan tahan lama
Pasukan ini menggunakan proses baru untuk menghasilkan litar fleksibel yang hampir sama elektrik prestasi sebagai transistor yang digunakan untuk paparan komputer semasa — berguna untuk aplikasi praktikal — kemudian menguji bahannya untuk ketahanan dan prestasi. Meregangkan litar untuk menggandakan dimensi asalnya, baik selari dan tegak lurus dengan arah litar, bahan yang baru dicetak tidak menunjukkan keretakan, peleburan atau, yang paling penting, penurunan fungsi. Secara elektrik, transistor tetap stabil, walaupun setelah 1,000 regangan berulang.
