Tampraus silicio lakštai

Silicis dažniausiai būna standžiomis drožlėmis. Tačiau nors šie puslaidininkių gabalai yra tinkami kompiuteriuose ir mobiliuosiuose telefonuose, jie nėra naudingi daugeliui kitų programų, tokių kaip nešiojama elektronika ir lankstūs kompiuteriai. Tuo tarpu naujos polimerinės elektronikos rūšys yra lanksčios, tačiau nesiūlo silicio veikimo.

Silicio bangos: Ant ištempto gumos lakšto pritvirtinta plona silicio plėvelė. Atsipalaidavus gumos įtampai, silicis susisega, kad susidarytų silkės raštas. Sukūrus pradinį raštą, silicis ir guma horizontaliai ir vertikaliai ištempiami ir atleidžiami.

Ilinojaus universiteto (Urbana-Champaign) mokslininkai neseniai parodė, kaip silicis gali išsitempti vienoje dimensijoje, kaip guminė juosta. (Žr. Ištempiamas silicis .) Naujausiame grupės darbe mokslininkai pagamino silicio lakštus, kurie taip pat gali ištempti dviem matmenimis, todėl elektroniką būtų galima uždėti ant sudėtingų formų sferų ir paviršių.

Per pastaruosius kelerius metus tyrimų laboratorijose ir įmonėse buvo stengiamasi, kad elektronika lankstėtų ir ištemptų. Pavyzdžiui, šiuo metu yra lankstūs ekranai. (Žr. Plastic Electronics Head for Market.) Tačiau šie ekranai remiasi grandinėmis, pagamintomis iš organinių polimerų, kurios neturi silicio greičio, todėl jų negalima naudoti atliekant daug skaičiavimo reikalaujančias užduotis. Be to, lanksčios elektronikos formos yra ribotos. Jie gali būti susukti ir sulenkti, bet, pavyzdžiui, jie negali atitikti rankos formos.

Nauji rezultatai iš Ilinojaus komandos, vadovaujamos Džonas Rodžersas , medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius, remdamiesi ankstesniais grupės tyrimais naudojo vienmates tamprias silicio juosteles, kuriose jie pritvirtino itin plonas juosteles prie ištemptos gumos gabalo. Atsilaisvinus gumos įtempimui, silicio juostelės susvyravo. Vėliau juosteles galima vėl ištempti, įtempiant silicį. Tačiau šios juostelės galėjo ištempti tik vieną matmenį. Tikrai tinkamas elektronikos lapas turi išsitempti dviem kryptimis, kad galėtų, pavyzdžiui, uždengti sferą ar kokį kitą trimatį objektą.

Multimedija

• Žiūrėkite vaizdo įrašą apie banguotų struktūrų formavimąsi plonoje silicio plėvelėje.

Taigi, užuot naudoję silicio juosteles, mokslininkai prie ištempto gumos lakšto pritvirtino silicio lakštus, kurių dydis svyravo nuo trijų iki penkių kvadratinių milimetrų ir nuo 55 iki 320 nanometrų storio. Kai ruožas buvo atlaisvintas, silicis sulinko, sudarydamas sudėtingas bangas ir zigzagus, sukurdamas dar nematytą silicio geometriją (žr. daugialypės terpės vaizdo įrašą). Rogersas sako, kad jo komandą nustebino tikroji geometrija, silkės raštas, primenantis įvairias žuvies stuburo įstrižaines. Iš esmės svyruojantys bangų modeliai leidžia silicio lakštams ištempti iki dviejų matmenų.

Iki šiol, sako Rogers, jo komanda gamino funkcinius diodus iš dvimačio tampraus silicio. Tyrėjai pagamino daugybę kvadratinių silicio pagalvėlių, kurios yra sujungtos viena su kita banguoto silicio juostelėmis. Šis prietaiso dizainas, pasak Rogerso, gali būti naudojamas išmaniojoje chirurginėje pirštinėje, kuri, pavyzdžiui, matuotų hormonų koncentraciją arba pH organizme.

Be to, komanda ant elastingo silicio kuria daugybę nuotraukų detektorių ir stato jį aplink sferą, kad sukurtų elektroninę akį. Rogersas teigia, kad tokia programa yra sukurta daug metų, tačiau jei mokslininkai gali panaudoti elektroniką ir nuotraukų detektorius ant sferos, žmonės gali turėti daug pažangesnę ir galingesnę kamerą, kurią būtų galima naudoti mobiliuosiuose telefonuose arba kariuomenėje.

paslėpti