Подпружиненный кремниевый чип выдерживает 5-кратное растяжение
Эластичная электроника, узнаваемая сейчас, в большинстве случаев базируется на полимерных материалах, каковые, как полупроводники, значительно уступают кремнию. Помимо этого, полимеры не хорошо совместимы со стандартными производственными процессами сегодняшней полупроводниковой индустрии. Исходя из этого, в случае если бы удалось взять эластичный и эластичный кремний, это было бы совершенным вариантом для приложений носимой электроники.
О том, как удалось решить проблему хрупкости, традиционно характерной сверхтонким кремниевым материалам, в статье для издания Applied Physics Letters поведали авторы нового способа, научный коллектив под управлением Мухамеда Хусейна (Muhammad Mustafa Hussain).
Кремниевые электронные устройства, изготовленные по разработке, созданной в Научно-техническом университете KAUST (Саудовская Аравия), возможно без ущерба для них растягивать и складывать.
Предложенная конструкция складывается из толстых «островков» кремния, соединённых между собой узкими, кремниевыми же, пружинками. Первые предоставляют механическую помощь, а вторые снабжают гибкость.
При растяжении эти микроскопические пружины не должны перепутываться. Выбирая хороший вариант их формы, ученые разглядывали спиральные и фрактальные структуры. В конечном итоге, они остановились на заимствованной у природы сферолитово-ламеллярной структуре (радиально-концентрическая, без ответвлений).
Опыты продемонстрировали, что такая геометрическая конструкция наилучшим образом распределяет нагрузку по всей длине пружины.
Опытный образец в опробованиях растягивали в пять раз от начальной площади. Пружины кроме этого разрешали накладывать островки один на второй, что давало радиус изгиба 130 мкм, независимо от толщины устройства.
Авторы уверены в том, что их способ фактически без трансформаций возможно применять для производства широкого круга эластичных устройств: солнечных панелей, принимающих форму криволинейных поверхностей, складных интегральных схем и сенсорных дисплеев, медицинских имплантов, изменяющих форму при перемещении человека либо в ходе его роста.
