고화질 패턴 바카라 게임을 다양한 표면에 부착하는 방법을 개발했습니다

New Area Creation Science 대학원 도쿄 대학, 자재 혁신 연구 센터, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소AIST, 도쿄 대학, 고급 피연산자 측정 기술 오픈 혁신 연구소 (주 1), Nanoarchitectonics (WPI-MANA) 국제 센터 (WPI-MANA)의 공동 연구 그룹 인 일본 재료 및 재료 연구 연구소 (Japan Institute for Materials and Materials Research |

다양한 기능을 갖춘 전자 장치를 구동하기 위해서는 바카라 게임이 전압 및 전류를 입력 및 출력하는 데 필수적입니다 바카라 게임은 일반적으로 금속으로 만들어지며 종종 높은 진공 상태에서 큰 에너지를 사용하여 증착되며, 바카라 게임 설치 표면의 손상을 줄이고 접착과 같은 기본 기판과의 호환성을 최적화하는 데 중요한 문제였습니다

이 연구 그룹은 세척 접착제의 구성 요소 인 폴리 비닐 알코올이 건조 될 때 강화되고 물에있을 때 쉽게 용해 된 다음 폴리 비닐 알코올과 함께 바카라 게임 필름으로 폴리 비닐 알코올을 껍질을 벗기는 방법을 개발했습니다 또한, 금속 바카라 게임은 반도체의 기능이 완전히 활용 될 수 있음을 입증하기 위해 단 하나의 분자 층 (4 나노 미터 두께)으로 구성된 유기 반도체에 부착되었다 설치 위치에 대한 제한은 거의 없으며 곡선 표면과 살아있는 유기체에 적용될 수 있습니다 이 결과는 다양한 라미네이트 장치에 대한 응용 프로그램을 가능하게 할 것이며 향후 산업 응용 분야에서 저비용 유연한 전자 장치의 프로세스로 사용될 것으로 예상됩니다

이 연구 결과는 영국 과학 저널 "과학 보고서"2020 년 3 월 13 일에 등장 할 예정입니다이 연구는 일본 과학 홍보 협회 (JSPS)의 제휴 과학 연구에 대한 보조금,"단일 결정 세미노 닉스 및 융통성 메카노 전자 공학에서 단일 결정의 전자 전도의 진정한 스트레스 변형 효과 "및"Spin Spine Comportonic의 실현 " 대표 : Takeya Junichi)

[배경]

반도체는 다양한 전자 장치에서 중요한 역할을하며 실리콘과 같은 무기 반도체가 현재 널리 사용됩니다 반도체를 센서 및 로직 작업의 기능 요소로 사용하려면 전압 및 전류를 입력 및 출력하기 위해 반도체에 바카라 게임을 형성해야합니다 바카라 게임은 일반적으로 금속입니다진공 증발 방법 (참고 2)ya스퍼터링 방법 (참고 3)와 같은 다량의 에너지가 필요한 프로세스를 사용하여 종종 형성되며, 높은 에너지로 인해 반도체 손상을 줄여야했습니다 또 다른 중요한 문제는 불충분 한 접착력으로 인해 반도체와의 접촉이 열악한 것을 해결하는 것이 었습니다 유연한 전자 제품의 기초 재료 인 유기 반도체 분야에서 금속 바카라 게임을 형성하는 데 문제가 분명 해지고 있습니다

유기 반도체는 간단히 코팅하고 건조하여 저렴한 비용으로 얻을 수 있습니다RFID 태그 (주 4)와 같은 수많은 장치가 IoT 시대의 기초 자료로 적극적으로 연구되었습니다 그리고 다양한 센서가 필요합니다 그러나, 원자가 공유 결합에 의해 강하게 연결되는 무기 반도체와 비교하여, 약한 분자간 힘에 의해 분자가 조립되는 유기 반도체는 용매와 열에 의해 손상 될 수있는 도전에 영향을 받았다 예를 들어,유기농 필드 효과 트랜지스터 (OFET : Note 5)이 경우, 유기 반도체 및 바카라 게임을 쌓아서 유기 반도체에 바카라 게임을 형성 할 때는 패터닝에 필요한 용매로 인한 손상으로 인한 손상을 억제해야했습니다

[방법 및 결과]

이 문제를 해결하기 위해, 우리는 바카라 게임이 별도의 기판에 제조되어 반도체로 전달되는 접근법을 연구하고있다 기판 상에 제조 된 바카라 게임을 반도체 표면으로 직접 전달하려면, 바카라 게임을 기판을 벗겨 내기에 충분한 강도로 반도체에 결합되어야한다 그러나 반도체와 바카라 게임은 직접 접촉하여 전기적으로 연결되어야하므로 접착제 층을 샌드위치로 끼울 수 없으므로 강력하게 결합하기가 어렵습니다 따라서, 우리는 다양한 기판 및 제조 과정을 고려해 왔습니다 결국, 나는 물이 물을 얻을 때 건조되고 쉽게 녹을 때 세척 접착제가 단단하다는 것을 알게되어 영감을 얻었으므로 접착제를 사용하여 보드에서 바카라 게임을 벗겨 내고 나중에 접착제를 제거한다는 아이디어를 얻었습니다 또한, 우리는 바카라 게임이 얇은 보호 층으로 덮여 있다면 반도체와 보호 층 사이의 정전기력을 사용하여 바카라 게임이 반도체와 접촉 할 수 있다고 생각했다

그림 1은 우리가 도착한 반도체에 바카라 게임을 부착하는 방법을 보여줍니다 이 방법에서, 2 개의 저렴하고 널리 사용되는 폴리머를 사용하여 기판상의 패턴 화 된 바카라 게임을 반도체에 전달 하였다 첫 번째는 아크릴 수지 유형 인 폴리 메틸 메타 크릴 레이트 (PMMA)이고, 두 번째는 세탁기로 알려진 폴리 비닐 알코올 (PVA)이며 물에 쉽게 용해됩니다 먼저, 바카라 게임 재료는 기판 상에 패턴 화되고 얇은 PMMA가 그 위에 적용된다 이 모든 것들은 얇고 100 ~ 100 나노 미터 (1 개의 나노 미터는 10 억 분의 1 미터)로 처리하기가 어렵습니다 따라서 PVA는 20-30 마이크로 미터의 두께에 적용하고 (1 마이크로 미터는 1/1 백만 미터입니다) 건조시킵니다 그 후, 바카라 게임, PMMA 및 PVA는 모두 기판에서 한 번에 꺼져서 처리하기 쉬운 바카라 게임 필름을 얻었다 (도 2 좌측) 다음으로, 바카라 게임 필름은 반도체에 부착되고, PVA는 따뜻한 물에 용해되어 얇은 바카라 게임과 PMMA는 정전기력에 의해 반도체에 흡착된다 위의 간단한 방법을 사용하여 공정 중에 스트레칭 및 수축없이 고화질 된 바카라 게임을 1 마이크로 미터로 반도체로 성공적으로 전송했습니다 (그림 2 오른쪽)

개발 된 방법의 유용성을 확인하기 위해, 우리는 단일 층 단일 결정 층 (4 나노 미터)으로 구성된 유기 반도체에 바카라 게임을 부착하여 OFET을 만들었습니다 기존의 진공 증발 방법에 의해 형성된 OFET에서, 게이트 전압이 변경된 경우에도 배수 전류가 거의 흐르지 않으며, 열 손상으로 인해 특성이 크게 감소된다 (도 3의 오렌지 라인) 한편, 개발 된 방법을 사용하여 생성 된 OFET은 배수 전류 값을 보여줍니다이 값은 게이트 전압이 변경 될 때 유기 반도체의 원래 성능 인 드레인 전류 값을 보여줍니다 (그림 3의 그림 3의 실선) 게이트 전압과 드레인 전류의 제곱근 사이의 관계 (그림 3의 실선)이동성 (참고 6)를 발견했을 때 10cm가 실제 사용의 지표라는 것을 알았습니다²/vs의 수준을 보여 주었고, 단일 층을 갖는 유기 반도체의 성능이 달성 될 수 있음을 보여 주었다

[미래 전망]

이 기술을 사용하면 라미네이트 장치를보다 쉽게 ​​제작할 수 있으므로보다 복잡하고 고급 기능을 달성하는 통합 회로를 제작할 수 있습니다

그것은 또한 환경 적으로 민감하고 영역을 쉽게 늘리기 쉬우 며, 곡선 표면과 같은 다양한 표면 모양의 반도체에 적용 할 수있는 저비용, 다재다능한 PMMA 및 PVA를 특징으로하며, 바카라 게임이 부착되는 반도체 측면의 제약 조건이 적습니다 앞으로 이러한 기능을 활용할 수있는 유기 반도체를 사용하는 소프트 전자 장치는 소셜 구현에서 구현 될 것이며 생체 전자 공학 분야에 기여할 것으로 예상됩니다

Makita Tatsuyuki (2 학년 박사 과정, 새로운 지역 제작 과학 대학원 도쿄 대학원, 재료 대학원 대학원)
Watanabe Shunichiro (Tokyo University, New Area Creation Science 대학원, 자료 대학원, 동시에 방문 연구원, AIST, 고급 피연산자 측정 기술 Open Innovation Laboratory, Tokyo University)
Takeya Junichi (Takeya Junichi (Tokya Junichi) 도쿄 대학의 새로운 지역 제작 과학 대학원 / 자재 혁신 연구 센터 (MIRC) / 방문 연구원, AIST, ASTINCE SCREATION, AIST, ASTICENT School of Tokya innovation Research Center (MIRC) 교수, AIST, 고급 오페라 측정 기술 Open Innovation Laboratory, Tokyo / Mana의 최고 연구원 (Cross-Appointment))

(주 1) AIST/University of Tokyo Advanced Openand Measurement Technology Open Innovation Laboratory

AIST와 도쿄 대학 간의 연구 센터는 2016 년 6 월 1 일 도쿄 대학 카시와 캠퍼스에 설립되었습니다 이 회사는 상호 종자 기술을 결합하는 것을 목표로하는 기본 연구를 강화하기 위해 노력하고 있으며, 이는 산업-아카데미아 정부 네트워크의 건설을 통해 "교량"으로 이어지고, 최첨단 오페라 측정 기술을 사용하여 생물 기능성 재료, 새로운 재료 및 혁신적인 장치를 개발하고 상용화합니다[참조로 돌아 가기]

(참고 2) 진공 증발 방법

금속과 같은 재료가 진공 상태에서 가열하여 기판 표면에 증착하여 금속과 같은 재료가 증발 또는 승화되는 기술[참조로 돌아 가기]

(주 3) 스퍼터링 방법

진공의 금속과 같은 표적에 이온화 된 희귀 가스 요소와 충돌함으로써 누락 된 원자가 기판 표면에 증착되는 기술[참조로 돌아 가기]

(주 4) RFID 태그

무선 파도를 사용한 무선 통신을 통해 개별 식별 코드 정보 (ID)를 교환하는 태그 Suica와 같은 교통 카드도 RFID 태그에 포함되어 있습니다[참조로 돌아 가기]

(참고 5) 유기 필드 효과 트랜지스터 (OFET)

활성 층으로 유기 반도체로 만든 필드 효과 트랜지스터 전계 효과 트랜지스터는 스위칭 요소 및 증폭 요소로 사용되며 통합 회로의 필수 전자 요소입니다 일반적인 트랜지스터와 마찬가지로 소스와 드레인 바카라 게임 사이의 배수 전압 (V_d) (i_d)가 게이트 바카라 게임에 적용됩니다 (V_g)로 제어 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

(주 6) 이동성

전기장으로 인해 충전이 이동할 때 이동의 용이성을 나타내는 양 IoT 장치가 작동하는 경우 10cm²/V보다 큰 이동성이 바람직합니다[참조로 돌아 가기]