Органическую электронику уже вовсю восхваляют за ее гибкость и способность быть напечатанной на различные поверхности. Однако неорганическая электроника в большинстве важных параметров элементов цифровой электроники до сих пор удерживает лидирующие позиции над органической. К сожалению, печатать пока ее нельзя.
Впрочем, над решением этого вопроса уже работают ученые. И, возможно, вскоре в список побед нанотехнологий можно будет внести и печатные неорганические полупроводниковые схемы, которые станут возможны благодаря новым высоко-технологичным чернилам, использующим нанокластеры.
Доктор лаборатории университета Орегона Зачари Л. Мензингер (Zachary L. Mensinger) и химик Дарен В. Джонсон (Darren W. Johnson) открыли способ быстрого производства большого количества нанокластерных чернил. Для этого к традиционному походу синтеза добавили этап замещения нитрозобензола (nitrosobenzene) нитрозобутиламином (nitrosobutylamine), что позволило оптимизировать и ускорить кристаллизацию и увеличить выход реакции на 95%. В результате процесса был синтезирован, возможно, первый в мире нанокластер гетерометаллического гидроксида галлия-индия. Дополнительные смеси, использовавшиеся в реакции, посредством тщательного отбора выбрал сам Мензингер.
По словам профессора Джонсона, “Преимущества метода заключаются в том, что в этих структурах [нанокластерах] можно с уверенностью управлять отношением галлия и индия на молекулярном уровне, что может привести к тому же самому управлению при создании тонких полупроводниковых пленок. Мы можем задавать свойства для особенных приложений или для различных уровней исполнения”, сказал Джонсон, назвал исследования фантастическими и добавил, что “исследователи, работающие в области твердотельных материалов, рассматривают этот тип нанонкластеров в качестве предвестников тонких пленок и других передовых материалов”, однако они пока не могут получать их в достаточно высоких объемах. “Наш синтез, однако, позволяет создавать их в масштабах граммов”, добавил Джонсон.
Надо сказать, что структура нанокластера состоит из 13 атомов металла. Причем металлов в структуре всего два и отношение количества их атомов строго определенно – таким образом достигаются их полезные свойства для электроники. Так, описываемый в статье кластер, был гидроксидом Ga7In6 – композицией элементов галлия и индия. Давая пояснения к своей работе, Мензингер сказал, что работа была начата с основного подхода, в котором уже можно было добиваться необходимых отношений. Однако, “с использованием нитросо смеси мы получили больший выход реакции и большие масштабы производства”, заявил Мензингер и добавил, что “просмотрел несколько таких смесей, чтобы сделать лучший выбор”. По его же словам нитросо смеси можно использовать заново, ведь они остаются в конце реакции, и их можно отделить. Да-да, нитрособутиламин позволяет не только производить большое количество нанокластеров, но его можно использовать заново. Единственным недостатком его использования является его относительная токсичность, и поэтому команда разработчиков пока продолжает искать ему альтернативы.
Итак, для чего же можно использовать эти нанокластерные чернила? Возможно для производства первой высокопроизводительной печатной электроники. Соавтор открытия Дуглас А. Кесзлер заявил, что “Теперь у нас есть новые методы для перевода печатной неорганической электроники на более высокие уровни производительности…”. Возможно, с новыми нанокластерами мечта о высокоскоростных схемах, как например CPU, станет, наконец, осуществимой.
Комментарии (0)