材料沉積噴墨打印及
涂層系統解決方案

我們的應用

基于Inkjet、EHD、Ultra-sonic等技術積累,搭建材料噴墨打印與涂層研究與 應用平臺,從科研到產業為您提供解決方案。

<p>柔性可拉伸穿戴器件、超級電容器、薄膜晶體管分子器件、薄膜晶體管矩陣、數字電路器件、RFID、高靈敏負溫度系數傳感器、透明導電膜、基于導電及功能材料打印各類微納傳感器、各類二維導電材料(碳管、石墨烯、AgNW、AgNPs)打印、EUV光源、BGA封裝、倒裝芯片封裝等。</p>

電子信息

柔性可拉伸穿戴器件、超級電容器、薄膜晶體管分子器件、薄膜晶體管矩陣、數字電路器件、RFID、高靈敏負溫度系數傳感器、透明導電膜、基于導電及功能材料打印各類微納傳感器、各類二維導電材料(碳管、石墨烯、AgNW、AgNPs)打印、EUV光源、BGA封裝、倒裝芯片封裝等。

典型案例

  • ▲ EUV光源錫液滴發生器

    光刻機是在半導體領域必不可少的設備,無論生產制造什么樣的芯片,都脫離不了光刻機,如果說航空發動機代表了人類科技領域發展的頂級水平,那么光刻機則是半導體工業界最為耀眼的明珠,其具有技術難度最高、單臺成本最大、決定集成密度等特點。而目前最為先進的光刻機是有荷蘭ASML生產的EUV光刻機,華為麒麟990 5G版首次采用了7nm EUV技術,EUV技術也叫紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography),它以波長為10-14nm的極紫外光作為光源的光刻技術。具體為采用波長為13.5nm的紫外線,目前1-4代光刻機使用的光源都屬于深紫外光,而5代EUV光刻機則屬于極紫外光。 本文主要介紹MicroFab的Inkjet技術在EVU上的應用。光刻是制造芯片的關鍵技術,光刻機通過光源發出的光通過具有圖形的光罩(Reticle Mask,又稱掩模版)在經過縮圖透鏡將光罩的圖案照射到涂有光刻膠的硅片上,光刻膠在見光后會發生性質變化,從而使光罩上的圖形在硅片上刻錄,使硅片具有電子路線的作用。 EUV(極紫外光)的產生是通過激光將錫滴作為燃料使其產生等離子體的過程。LPP EUV(激光等離子體極紫外光源)是將高功率的的二氧化碳激光打在直徑約為20μm的錫液滴上,通過高功率激光使錫滴膨脹蒸發形成錫蒸汽,然后將蒸汽加熱產生等離子體,這個過程會產生極紫外光。產生EUV的燃料可以是錫(Sn)、氙(Xe)、鋰(Li),由于氙(Xe)和鋰(Li)在實際測試中其產生的功率及工藝無法達到生產要求,錫滴被作為EUV制造的理想燃料。 LPP EUV系統主要包括錫滴發生器、激光器、源收集器、輻射收集器組成。錫滴發生器用于產生作為燃料的錫液滴,用于產生20μm的錫滴;激光器用于提供能量源,用于激發錫滴,通過引導激光束至錫滴來激發錫滴產生等離子體;源收集器是一個中空的腔體,其內部為真空環境用于支持等離子體;輻射收集器接收EUV輻射,在產生等離子體的過程中會發生EUV輻射,通過輻射收集器進行收集并將輻射狙擊成EUV光束進行后續工作。 其步驟為:1、錫液發生器使錫液滴落入真空室。2、脈沖式高功率激光器擊中從旁飛過的錫液滴—每秒50,000次。Laser分為兩部分,前脈沖和功率放大器。前脈沖和主脈沖擊中錫液使其氣化。3、錫原子被電離,產生高強度的等離子體。4、收集鏡捕獲等離子體向所有方向發出的 EUV 輻射,匯聚形成光源。5、將集中起來的光源傳遞至光刻系統以曝光晶片。 EVU的錫液滴發生裝置主要是由MicroFab提供的噴墨壓電頭組裝而成。錫滴發生器主要包含儲液器、錫材料、定制化的壓電噴頭、加熱器。儲液器用于存儲燃料液體,燃料液體由錫材料制成,在超過235℃高溫下融化,在氣體壓力作用下通過壓電噴頭擠出,由于瑞利破碎形成液滴。 錫滴產生原理:定制化的壓電噴頭中心一端有3-5μm的小孔為毛細玻璃管,毛細玻璃管外壁粘結壓電陶瓷,壓電陶瓷在電信號的作用下會發生形變產生振動,振動從壓電陶瓷傳遞至毛細玻璃管。儲液器連接至毛細玻璃管的另一端,儲液器中的錫材料在加熱到高于235℃時形成錫溶液,錫溶液在氣壓作用下從毛細玻璃管擠出,產生束流。在沒有壓電陶瓷的情況下,束流將在液滴發生一段距離(約噴嘴直徑的100-1000倍)后自然破碎形成液滴,其液滴直徑大約為噴嘴直徑的2倍或略小,兩液滴間隔是噴嘴直徑的大約4.5倍,雖然毛細玻璃管外壁沒有壓電陶瓷的作用液可以產生瑞利破碎,但壓電陶瓷可以通過控制毛細玻璃管內的壓力控制瑞利破碎,從而使形成液滴的位置更加明確。 如果噴嘴的直徑為4μm,燃料液滴可以通過瑞利破碎形成約7μm直徑的液滴,液滴分開大約18μm的距離,噴嘴的液滴產生速率對應的瑞利頻率與噴嘴處燃料的平均速度和噴嘴的直徑相關。 雖然在沒有壓電陶瓷制動的情況下也可以發生燃料液體束流的瑞利破碎,但壓電陶瓷可以通過控制毛細玻璃管內的壓力控制瑞利破碎,調制毛細玻璃管內的壓力調制離開噴嘴的液體燃料的排出速度,并使液體燃料的束流在離開噴嘴之后以受控制的方式直接破碎為液滴。如果通過壓電陶瓷施加的頻率足夠接近瑞利頻率,則燃料液滴形成,液滴被分開的距離由離開燃料噴嘴的平均排出速度和由壓電陶瓷施加的頻率決定。

  • ▲ EUV光源液態金屬液滴發生器

    在基于使用液態金屬液滴目標的激光等離子體的高亮度EUV光源的研究中,相關研究團隊展示了基于激光等離子體的極紫外(EUV)輻射源的研究,該激光等離子體是由于納秒Nd:YAG激光器的輻射與由低溫共晶銦錫合金組成的液態金屬液滴目標相互作用而產生的。液滴發生器使用商用噴頭(MicroFab)構建,并根據強制毛細管射流分解原理進行操作。證明了液滴質心位置的長期空間穩定性,均方根偏差為~0.5 μm。使用低溫工質代替純錫提高了液滴發生器的可靠性和使用壽命。對于液滴目標上激光輻射的時空平均功率密度4×1011Wcm-2和輻射等離子體直徑~80μm,激光能量轉換為EUV輻射能量的平均效率為13.5±0.135nm等于2.3% (2π sr)–1。使用雙脈沖方法,研究人員對源操作的重復脈沖機制進行了建模,并證明了其穩定運行的可能性,重復率高達8kHz,液滴生成重復率超過32kHz,這將允許源亮度大到 ~0.96kW(mm2sr)–1。(上圖顯示了在激光脈沖沖擊后1.3毫秒時液滴的陰影照片,從與激光光軸成90度和17度的兩個方向拍攝。液滴直徑83μm,液滴重復頻率33kHz,Plas=2×1011Wcm2。在圖a中,聚焦激光束從右向左傳播,在圖b中,與圖像平面成17°,液滴序列中心的白色輝光是目標等離子體的輝光,圖a中液滴軌跡左側的黑色形成和圖b中的黑色圓圈對應于具有以下形狀的變形目標液滴具有彎曲邊緣的薄圓盤。對于超過2.3毫秒的延遲,可以觀察到出現在這個圓盤上的破裂,并且它開始分裂成小碎片。很容易估計,在這種情況下,圓盤厚度不超過200-250nm,并且由于燒蝕而導致的目標物質的蒸發會降低該厚度。)

  • ▲ 柔性電子

    當今時代電子技術迅猛發展,傳統的剛性電子產品已無法滿足人們對電子產品便利性、人機交互能力以及舒適性的使用要求,從而限制了該類產品在日常生活中的實際應用,而可延展柔性電子技術可以在保持產品系統完整性的同時具備一定程度的拉伸、彎曲以及扭轉等形變能力,受到了國內外電子產業界的廣泛關注??裳诱谷嵝噪娮蛹夹g是指在具備一定拉伸、彎曲以及扭轉能力的聚合物薄膜基材上通過直寫、轉印等方式形成具有導電能力的互連電路圖形的新型電子技術,其產品因在保持系統功能完整性的同時具備一定程度的拉伸、彎曲以及扭轉等形變能力,可以應用在復雜的三維工作曲面環境中,大大地提高了此類電子產品的應用便捷度以及應用范圍。目前,可延展柔性電子技術在光伏、顯示、傳感器等領域得到了快速的發展,出現了可延展太陽能電池面板、柔性有機電致發光器件(OLED)、電子紙(E-paper)、柔性智能標簽(Smart tag)、柔性電池等應用。柔性電子制造過程通常包括:材料制備、沉積、圖案化、封裝, 可通過卷到卷(R2R)基板輸送進行集成。 噴墨打印技術經過不斷發展已經在工業生產中變得越來越常見,打印機工作原理是以熱感或壓電的方式將噴頭腔體內的油墨以極細小的液滴噴射出來,在柔性襯底上形成設計的圖案。MicroFab公司的Jetlab系列產品可以實現在任意3D對象上, 包括曲面的柔性表面打印任何電路結構。

  • ▲ 印刷電子

    印刷電子(PE)技術顯示出實現低成本和柔性電子產品的巨大潛力,能夠對熱敏或壓敏材料進行圖案化。在PE市場的未來發展中,使用噴墨打印等低成本和卷對卷工藝生產高導電、高分辨率圖案的能力是制造印刷電子產品和顯示器的關鍵技術組成部分。在"將聚丙烯酸涂層的銀納米粒子墨水噴墨打印到像素尺寸小于100微米的紙上"的研究中,相關研究團隊展示了將聚丙烯酸(PAA)封端的銀納米粒子分散體噴墨打?。∕icroFab Jetlab?4噴墨打印系統)到紙上,以實現高導電性電子互連。研究人員表征了噴墨圖案特征的最終打印質量、特征幾何形狀和電氣性能,并展示了高分辨率打印、亞100微米特征尺寸、銀納米粒子材料在柔性紙基板上的應用。將這些材料打印到相紙上,然后在暴露于相紙中的氯化物時進行化學觸發燒結。研究人員研究了基板溫度對從室溫到50°C的印刷銀材料性能的影響。在室溫下,平均厚度為500nm、寬度為85μm的單層印刷特征的電阻率為2.17×10-7Ω·m,是體銀 (RBS) 電阻率的13倍。當通過疊印連續層或通過減小印刷間距來實現時,電阻率最初隨著材料厚度的增加而降低,并且在以75μm間距疊印兩次并且單遍印刷間距在60和80μm,線厚可達 920nm。隨著厚度的進一步增加,電阻率增加并在15μm的打印間距下達到RBS的27倍。在將基板適度加熱至50°C時,形成了更致密的銀納米顆粒薄膜,將單次打印的厚度降低至200nm,并實現了接近五倍RBS的較低材料電阻率。(圖a-c顯示了來自50μm噴嘴的打印點陣列、線和2D焊盤的示例。從圖中的光學圖像可以看出,打印質量良好,點(直徑80μm)形狀和大小一致,并且沒有形成衛星液滴。通過選擇合適的打印間距,液滴可以形成具有理想特性且幾乎沒有不規則或凸起的連續線條(參見圖b,打印間距65μm)。)

  • ▲ 柔性可穿戴壓力傳感器

    柔性電子材料具有高靈敏度、可彎折等優點,具有可穿戴性,可應用于各類柔性傳感器,如壓力傳感器、觸覺傳感器、氣體分子傳感器等。在電子皮膚、醫療監測、智能機器人等方面應用廣泛。上圖所示為基于銀納米線(AgNW)噴墨打印的柔性電阻式壓力傳感器,靈敏度高達0.48 kPa-1。

  • ▲ 應變傳感器

    相關研究團隊報告了一種新的生物模擬彈性體花瓣(E-petal),它可以作為多功能基片,用于制作全向可拉伸和可印刷的薄膜電子金屬導體,而不需要任何預拉伸或光刻工藝。E-petal是使用天然玫瑰花瓣作為模具通過高度可擴展的一步軟光刻復制制作的。E-petal的上表面具有連續的三維微尺度隕石坑狀地形,而不是用于可伸縮電子器件的傳統的平面彈簧體襯底,其中的尖銳脊充當止裂邊緣。也就是說,當導電材料如金屬薄膜沉積在頂部時,尖銳的脊線可以有效地阻止在大應變下形成的導電層中微裂紋的擴展。因此,導電層的電阻在大應變變形中表現出顯著的穩定性。 通過溶液處理方法在E-petal上輕松制造可拉伸導體是可印刷電子應用的理想選擇。作為概念驗證,研發團隊開發了一種應變傳感器,使用“E-petal”上打印的可拉伸金屬電極作為電子皮膚。如上圖所示,首次用噴墨打印技術在E-petal上打印出六對由Cu和Ag雙分子層(Ag on Cu on top)構成的具有互連和觸點的指間電極。用PMETAC對E-petal進行了改性。然后[PdCl4]2-根據圖案設計將含墨噴墨打印到E-petal上,然后對Cu和Ag進行連續ELD,形成Ag/Cu電極、互連線和觸點的雙層結構。電極寬度為650μm,間隙為350μm。隨后,將氧化石墨烯(GO)自旋涂覆在Ag/Cu電極上,并還原形成還原氧化石墨烯(rGO)薄層。

  • ▲ 銀納米顆粒傳感器

    噴墨打印技術能夠在表面上非接觸式沉積導電油墨等功能材料,從而減少污染和基材損壞的風險。在印刷電子產品中,噴墨技術提供了控制沉積材料體積的顯著優勢,因此可以微調打印幾何形狀,這對于最終印刷電子產品的性能至關重要。功能性墨水的噴墨打印可用于生產傳感器,以檢測碳纖維增強復合材料 (CFRC) 組件等機械結構的故障,而不是使用易發生分層的附加傳感器。在“在碳纖維增強尼龍復合材料上集成制造新型噴墨印刷銀納米顆粒傳感器”的研究中,基于銀納米顆粒的應變傳感器通過使用噴墨打?。∕icroFab Jetlab?4xl噴墨打印系統)直接嵌入絕緣碳纖維層壓板中,以實現優化的導電和粘合幾何形狀,形成壓阻應變傳感器。在噴墨打印優化過程之后,評估了傳感器的電導率和粘附性能。最后,通過使用彎曲裝置對傳感器進行量化,該裝置施加了預定的應變,隨著電阻隨著應變的增加而增加,響應表明準確的靈敏度。將傳感器直接嵌入CFRC的能力可防止使用界面粘合劑,這是由于分層而導致故障的主要來源。(2021)

  • ▲ 可拉伸加熱器銀納米線打印

    噴墨打印是一種用于大規模打印柔性和可拉伸電子產品的有前途的技術。然而,銀納米線 (AgNWs) 的噴墨印刷仍然存在許多挑戰。在“用于可拉伸加熱器的銀納米線的噴墨打印”的研究中,展示了在柔性基板上噴墨打印高濃度AgNW墨水,然后將液態聚二甲基硅氧烷(PDMS)旋涂在打印的AgNW圖案上以形成可拉伸導體。相關研究團隊分析了在各種拉伸/釋放循環期間可拉伸AgNW導體的表面微觀結構和電性能之間的關系。作為形態變化的結果,可以觀察到電阻變化的三個連續階段,包括調節、平衡和上升階段。該研究團隊還證明了噴墨打?。∕icroFab Jetlab?4噴墨打印系統)的可拉伸AgNW導體可用作可拉伸加熱器。(2018)

  • ▲ 傳感器電極打印

    噴墨打印全聚合物彎曲板波傳感器。使用孔徑為40μm的MicroFab噴頭在18μm厚的PVDF薄膜上打印墨水。打印的傳感器和電極布局如圖所示。使用該噴頭、墨水和基板可實現的線寬約為100μm,從而產生400μm的聲波波長。在這項工作中使用了聲波波長為800μm的傳感器。

  • ▲ RFID電子標簽

    RFID標簽天線是按照射頻識別所要求的功能而設計的電子線路,其性能對RFID系統的性能有著重要影響。目前,RFID標簽天線的制備方法主要有蝕刻法、電鍍法及導電油墨印刷法等。其中,蝕刻法存在成本高、 生產流程復雜、生產過程慢、精度較低及環境污染等問題;電鍍法的小量生產成本昂貴,但大批量生產所需的設備投資又較高。導電油墨印刷法按照印制設備原理可分為絲網印制、凹版印制、柔性版印制和噴墨印制。其中,絲網印刷工藝精度可達10μm,具有較高的天線制備精度,但采用的油墨一般為高黏度油墨,墨層厚度較大,不適用于超高頻、微波段墨層較薄的天線印制。凹版印制工藝可以獲得較好的圖形分辨率,印制油墨的層厚適中,但印制過程中印制壓力大,可能使天線發生扭曲變形而影響天線的性能。柔性版印制基底材料適用廣泛,但印制過程中的印制壓力會使印版變形,造成制備的天線邊緣均一性差,降低天線成品率。噴墨印制法是一種非接觸式的數字化無版印制工藝,其制備過程中噴頭與基底不接觸,避免了微噴頭的損壞和導電油墨被污染,對基底表面不產生壓力,提高了制備穩定性和精度;可以使用較低黏度的墨水;無需制版,簡化了印制過程;對天線圖形可以在線修改,提高了天線制備的靈活性。

  • ▲ 柔性光電探測器

    可彎曲、纏繞和拉伸的柔性光電器件吸引了可穿戴和移動應用的興趣。在“用于柔性光電的 360° 全向、可打印和透明光電探測器”的研究中,相關研究團隊展示了一種透明的360°全向光電探測器 (PD),它可以拉伸并纏繞在柔性或彎曲的基板上。通過噴墨打?。∕icroFab Jetlab?4系統)將交錯的ZnO和Ag納米線 (NWs) 嵌入熱塑性聚氨酯中,該器件在可見光區域具有>75%的透射率,顯示出高光響應性和響應時間(分別為10-30A/W和0.8s)。此外,柔性PD在變形下表現良好(在60%應變下光電流僅衰減9%,當器件以5mm半徑彎曲時損失8%),這使得它可以很容易地應用于曲面,例如作為皮膚或光纖。這項研究為開發可應用于光纖、可穿戴電子設備、自供電系統、生物信號監視器和表皮電子設備的柔性光電技術打開了大門。(上圖a是植入柔性TPU基板的NW PD結構陣列示意圖。b是NW PD器件的制造過程。c是器件幾何形狀的SEM圖像。黃色區域(假色)代表Ag電極,藍色區域代表用于光電檢測的ZnO活性材料。d是(c)的擴展圖,顯示電極和活性材料均由NW網絡組成。e是透明PD的照片)

  • ▲ 傳感器

    傳感器是能將感受到的信號轉換成電信號或其他能輸出信號的一種檢測裝置。目前常見的傳感器有濕度傳感器、氣敏傳感器、光傳感器、生物傳感器等。如今,傳感器產業正處于由傳統型向新型傳感器發展的關鍵階段。新型傳感器向微型化、多功能化、數字化、智能化、系統化和網絡化等方向發展的同時,對傳感器的制備方法提出了更高的要求。噴墨打印技術是一種非接觸式的數字成型技術,屬于一種材料節約型沉積技術,用于打印的油墨可以是溶解或分散在溶劑中的液相材料。其工作原理是墨水腔受到突然的壓電作用,導致腔室的體積減少,墨水從腔內噴出,之后墨水在重力與空氣阻力的作用下噴射壓降到撞擊的基材上,在獲得的動量作用下擴散,隨著表面張力輔助流沿著表面流動,墨滴通過溶劑蒸發法干燥后形成要打印的圖像。 化學傳感器材料可通過噴墨印刷到MEMS器件上,用于臨床診斷、制造過程控制、環境監測等。利用MicroFab公司的按需式噴墨技術,可以在50μm或更大的傳感器結構上直接沉積。目前已成功制備100μm傳感器元件的化學反應傳感器陣列,用于快速篩選功能聚合物。一個靜電(電容)傳感器,由于傳感器結構太小,不能將功能聚合物直接沉積到亞微米傳感元件上。因此,使用Micro Fab公司的按需式噴墨技術,可以將2x4μm或更小的結構噴墨沉積,通過微溝槽將聚合物導向傳感結構。(上圖為100μm化學電阻傳感器元件,用于快速篩選功能聚合物,由Lee Weiss,Carnegie Mellon提供)

  • ▲ 化學電阻傳感器

    化學傳感器已經成為MEMS器件研究和開發中的一個相當熱門領域,這是由于需要大量用于爆炸物、化學藥品、藥物濫用、工業氣體、住宅氣體和許多其他氣體的低成本傳感器。這些傳感器中的大多數使用電或光活性材料,或者更簡單地說,具有使敏感的分子暫時粘附到其表面。其中,大多數這些傳感材料都是敏感材料,即不能用光刻技術處理。此外,因為它們是敏感的,它們通常被應用于制造工藝的最后部分;通常,這是在非常脆弱的非平面上進行制造。所有這些因素使得MEMS化學傳感器制造成為一個廣泛探索使用噴墨打印技術的領域。 化學電阻材料,即當暴露于特定氛圍環境時可改變電阻的材料,是MEMS傳感器器件中最廣泛使用的傳感材料。納米材料和MEMS結構的最新發展節省了正在開發的時間。如圖所示為用于檢測呼吸機中揮發性有機化合物,左上圖為傳感器的基本結構是一對螺旋電極,位于直徑為350μm的SU-8凹結構,直徑為250μm。右下圖,通??砂喾N傳感材料的多個傳感和參考元件被集成在一個2.65毫米的芯片上,該芯片還包含所有所需的控制電子器件。該芯片被組裝到常用于光學器件的TO-5封裝中(左下圖)。 化學傳感材料硫代金納米粒子懸浮液中,并沉積在傳感區域。但在左上圖中看不到,使用噴墨設備將15滴標稱30pL的體積沉積到傳感器上。右上圖顯示了沉積225個標稱30pL液滴后的傳感區域,產生1.5μm的平均薄膜厚度。值得注意的是在傳感區域使用了兩個潤濕“擋塊”。SU-8凹井包含分配的初始流體體積,防止潤濕到模塊的其他區域。此外,在干燥過程中,流體從凹井的外部結露,使得所有的顆粒都沉積在電極區域上。這種自定中心行為可導致阻抗變化小于10%。 傳感器材料的打印不僅發生在單個的管芯上,而且還發生在封裝工藝中。這有效地將傳感材料沉積方法限制為噴墨打印方法,并且在產品中印刷固定在夾具中的多個傳感器的要求將需要數據驅動方法,除非夾具是高精度的。如果使用接觸分配方法,通過量將受到分配器為每個分配器進行垂直移動的要求的限制。諧振微機電系統結構檢測諧振頻率的變化,該變化與敏感的分子的吸附引起的諧振結構的質量變化相關聯。利用可以在微機電系統器件的集成電路中實現的眾所周知的集成電路,可以非常精確地實現對諧振變化的檢測。微機電系統制造技術可以產生極低質量,高品質的共振結構,允許檢測非常低濃度的目標分子。

  • ▲ 化學電阻傳感器

    在“用于室溫 VOC 傳感的噴墨打印復合材料:從墨水配方到傳感器表征”的研究中,作者報告了化學電阻傳感器的制造和表征,該傳感器由熱塑性彈性體(TPE)、苯乙烯-乙烯-冉-丁烯-苯乙烯和高結構炭黑(CB)組成,用于在室溫或接近室溫下檢測碳氫化合物(RT)。這些傳感器是通過按需噴墨打印 (IJP)(MicroFab噴墨打印系統)制造的,其中配制了可噴射墨水,并根據不同墨水成分(即聚合物濃度、溶劑混合物和CB分散體)系統地研究了它們的可印刷性。打印的傳感器的特征在于暴露于各種分析物,顯示出對非極性化合物(戊烷、庚烷)的高靈敏度,對極性非質子分析物(丙酮)的中等靈敏度,對極性質子分析物(乙醇)的低靈敏度,并且對濕度幾乎不敏感。在28°C下運行時,由于分析物快速擴散到TPE中,傳感器具有快速響應和恢復(幾秒鐘)。此外,結果表明,通過增加打印的薄膜中的液滴間距,傳感器響應和恢復進一步提高,而不會影響靈敏度。這種性能證明了基于TPE的納米復合材料在RT檢測揮發性有機化合物方面的巨大潛力,以及IJP作為一種合適的制造方法,可在需要低成本和低功耗傳感器的應用中將傳感材料與電子設備集成在一起。(上圖為:a) 打印在氧化鋁基板上的液滴顯微鏡圖像,打印的復合材料含有8vol%CB。它被打印為1x10液滴陣列,重復五次。 b) 傳感器平臺的示意圖,由氧化鋁基板組成,正面有絲網印刷的Au IDE,背面有Pt加熱器;傳感材料被噴墨打印到Au IDE上。 c) 使用立體顯微鏡拍攝的傳感器平臺上噴墨打印的感覺薄膜的圖像。以50μm的液滴間距和100 毫秒的等待時間打印感覺薄膜。 d) 感覺薄膜的放大圖像顯示了IDE之間的有效感應區域的完全覆蓋。 e) 含有8vol%CB的感覺膜的SEM圖像,顯示了CB顆粒在SEBS基質中的均勻和密集分布。 f) 含有3vol%CB的感覺膜的SEM圖像,顯示了SEBS基質中CB顆粒的稀疏分布。)

  • ▲ PEDOT:PSS導電線

    上圖照片是具有噴墨打印布線的VS-COFET逆變器(虛線區域)。上圖右上方是噴墨打印線的I-V曲線和薄層電阻。上圖右下方是外部連接逆變器和噴墨路由逆變器之間的比較。噴墨打印線電阻的影響可以忽略不計。 打印的線的制備方式是在MicroFab的高分辨率噴墨打印系統Jetlab?Ⅱ上將配制的墨水以液滴的方式落在底板上,最終在底板上沉積形成導電線。所使用的是由MicroFab提供的40μm噴頭。最終打印的PEDOT:PSS線的寬度約為370μm,長度約為2.7mm。

  • ▲ 粘合劑

    上圖是用同一設備印刷的各種尺寸(最小80μm直徑)的膠點,可調整局部材料密度。在醫療設備、曲面屏幕、MEMS組件等器件的制備方面,均需要合理有效地分配非接觸式粘合劑,以防止損壞或污染設備。這是因為,精密儀器制備中,微型光學元件附著在非常小的其他元件上,如何使在雙方達到緊密連接是關鍵。常用于粘接的材料可以是熱塑性/熱固性/熱熔氰基丙烯酸酯、環氧UV固化硅酮丙烯酸酯聚氨酯,且均可使用噴墨技術進行微點膠打印。許多商用膠粘劑產品適用于噴墨沉積,而另一些則需要進行調整??紤]在分配器孔口達到的剪切速率,50cPs被認為是流體粘度的實際極限,因此,具有較高粘度的商用粘合劑可以通過加熱或稀釋的方式引入噴墨式分配器的操作范圍。 噴墨微點膠的優點在于精確控制位置、單點膠量、物料在面積上的分布和線寬。MicroFab使用噴墨打印方法可制造各種組件和設備,使用的材料包括光學粘合劑,紫外光固化聚合物,指數調整熱塑性配方和其他特殊粘接材料。MicroFab高溫打印頭用于在高達220 ℃的溫度下分配粘合劑材料,通過改變工藝參數、點陣、細線和區域,打印范圍從10μm到幾毫米,精度水平只有幾微米。 使用MicroFab的高溫打印頭,粘度在100- 200cps范圍內的粘合劑可以加熱到100℃左右,將其粘度降低到一個可接受的范圍,或使用相容溶劑稀釋降低粘度,可在涂膠后溶劑蒸發,只留下粘合劑。 此外,還可以通過在商用粘合劑材料中填充金屬顆粒、碳納米管或陶瓷顆粒,改進其導熱性或導電性。

  • ▲ 半導體芯片封裝

    MicroFab為電子制造行業開發出了先進焊料沉積設備,其Solder Jet?焊料噴射技術是基于壓電按需模式來噴墨打印,能夠產生直徑為25-125μm,每秒2000次的熔化焊料滴?;诤噶蠂娚涞某练e是低成本的(不需要工具)、非接觸的、靈活的和數據驅動的(不需要光刻刻蝕或掩模,因為打印信息直接由CAD設計,并以數字方式存儲),并且是環境友好的(這是一個沒有副產物的增材制造過程)。目前倒裝芯片工藝中使用的焊料凸點(solder bump)通常在100微米左右,隨集成電路的小尺寸,高密度的發展,對于倒裝技術的焊料凸點尺寸會越來越小。MicroFab研發團隊在硅片上進行了大量實驗,以評估噴墨打印技術對小尺寸凸點的適用性。MicroFab團隊還開發出了新的無鉛噴墨打印技術,用于制造高密度IC封裝。皮升級的焊料(直徑小于25μm)可在高達240℃的高溫下進行打印。設備利用數字化驅動擁有更高的集成度,更低的成本和更高的靈活性。MicroFab團隊還將Solder Jet?技術應用在3D封裝上,并提出了一套完整的解決方案,芯片與芯片之間完全用Solder Jet?技術來鍵合。Solder Jet?技術潛在的應用包括:集成電路封裝,芯片級封裝,光電互聯和印刷電路板制備。焊料可以每秒超過2000個bumps打印在基板上,相關的垂直通孔也可以進行打印。

  • ▲ 倒裝芯片封裝(BGA封裝)

    目前在倒裝芯片工藝中使用的焊料凸點通常在100-125μm范圍內,盡管一些公司目前正在評估75μm的凸點。由于在集成電路器件中實現了更高的電路密度和/或更多的I/O計數,因此可能需要更小的凸塊用于倒裝芯片工藝。MicroFab進行了初步實驗以評估Solder Jet技術對較小凸塊尺寸的適用性。上圖顯示了以50μm間距沉積在金屬化板上的35μm 63/37焊料凸點陣列。

  • ▲ 金屬3D微結構打印

    SolderJet?技術(焊錫噴射技術)的目標是用于電子組裝過程,其中焊料被用作將電子組件組裝到基板的附件和/或結構材料。SolderJet?技術基于壓電需求模式噴墨打印技術,能夠以高達每秒400的速度放置直徑為25-125μm的熔融焊錫滴。通常使用220oC的工作溫度,并且已經證明了最高300oC的溫度。該溫度范圍已被用于印刷傳統的SnPb和無鉛焊料,例如SnCu,In和Sn。噴錫是一種環境友好的過程,不需要電鍍化學藥品,僅在精確的位置印刷所需數量的焊料。 SolderJet?沉積是數據驅動的,因此不需要諸如照相工具或絲網之類的硬工具。SolderJet?沉積的一種應用是晶圓隆起。上圖右上角顯示了一個邊界陣列,其中心點在150μm處有60μm的球,而區域陣列在250μm中心點處有100μm的球。 SolderJet?沉積是非接觸式的,可以在3D空間中以任何角度定向,以適應獨特的應用。打印頭旋轉45o可以將這些焊點沉積到導體和VCSEL陣列之間的直角界面上??梢栽趩蝹€位置進行多次沉積來創建3D焊料結構,包括CSP概念原型中所示的150μm中心的240μm高的塔。已經使用噴墨在塔之間分配了聚合物,以在回流期間保持幾何形狀。 SolderJet?打印頭可以安裝在MicroFab的jetlab?打印平臺,可作為用于集成到用戶的平臺的子系統。

  • ▲ MEMS封裝

    微機電系統(Micro Electro-Mechanical System,簡稱MEMS),是微電子技術與機械加工技術結合的典范,涉及微電子、流體力學、材料力學、聲學等多種科學工程技術。MEMS具有以下幾個特征:(1)尺寸在毫米到微米范圍之間,區別于傳統機械,但并沒有進入到物理上的微觀層次;(2)基于硅微加工技術制造;與微電子芯片相同,可以大批量、低成本生產,使性能價格比較傳統的宏觀機械制造技術有大幅度的提高;(3)MEMS中的機械不限于狹義的機械力學中的機械,它代表一切具有能量轉換、傳輸等功能的效應,包括力、熱、聲、光、磁、化學和生物等;(4)MEMS的目標是微機械與IC集成在一起的微系統,即具有一定自適應處理能力的智能化微機電系統。由于單個封裝需要集成多種功能,MEMS封裝需要光學和電子I/O,并且需要非平面結構的制造,通過光刻工藝難以實現。 一般來說,壓電系統難以在150℃以上的溫度下工作。Micro Fab公司研發的Jetlab II平臺可用于噴墨點膠應用,研發的壓電噴墨設備可在高溫下操作,使用按需模式噴墨技術分配高粘度聚合物、焊料和其他材料。目前,該設備可成功用于嵌入式電阻的噴墨打印,印刷電阻的尺寸從125μm到幾毫米。此外,還可用于電容器和電感器的打印,電容器打印時,由于下電極、電介質和上電極層依次鋪設,可以通過重復鋪設形成多層電容器,改變電介質的面積和厚度改變電容量值的范圍。電感器打印時,主要是打印中心電極、鐵氧體層和導體線圈,可通過改變印刷線圈的匝數來改變電感值。目前,通過噴印已成功制備出鐵氧體納米顆粒層上的250μm 銀納米顆粒線。

  • ▲ MEMS封裝

    噴墨打印技術可與其他技術一起用于生物MEMS器件的封裝和制造,例如:微透鏡、微透鏡光纖頭或電子板(用于微光學互連的焊料沉積)。用于MEMS光學器件的封裝如上圖所示(上圖為MEMS光學器件封裝示意圖,圖a 用于光電芯片被動對準的MEMS夾持具;圖b 使用圖a 中的夾持器將透鏡VCSEL陣列對準光電芯片;圖c 打印的微透鏡陣列示意圖;圖d 包含多個夾具的加工晶圓)。例如,采用MEMS的方法制備被動對準的夾持器,比制造中采用主動對準具有更低的人工成本。固定的VCSEL陣列也如上圖所示。不同的夾持器可以在同一晶圓上加工,形成一個光學工作平臺。

  • ▲ 固體聚合物高溫打印

    高溫焊料噴墨打印系統-固體聚合物高溫打印測試,上圖直徑約為116μm。目前驗證的最小圓柱直徑為60μm。固態聚合物高溫打印的光滑程度與選用的溫度有關。

  • ▲ 金屬3D微結構打印

    隨著3D打印和微納科技的發展,近年來國內外研究人員已經開發了多種3D微結構打印工藝、打印材料及裝備,并應用于多個領域。如航空航天、汽車、醫療、模具、建筑等行業。

  • ▲ 納米銀噴墨打印

    納米銀墨水,使用Jetlab?II打印。MicroFab的Jetlab系列噴墨打印系統具有即時打印曲線和同步打印頭垂直運動的能力。此功能允許將諸如導電螺旋之類的結構用作天線或無扭結的導電跡線,以有效地打印電路并具有恒定的線寬,這是傳統光柵掃描無法保持的。無縫同步的垂直打印頭運動可以在結構化表面上打印。

  • ▲ 用于磁致伸縮SHM的多層噴墨打印線圈

    結構健康監測(SHM)代表了下一代碳纖維增強復合材料無損檢測。磁致伸縮SHM應用面臨的一個挑戰是執行器和傳感器的輕量化和易于安裝。噴墨打?。↖JP)技術非常適合生產可與磁致伸縮致動器配對以檢測應變的小型電子感應傳感器。這些傳感器有幾個優點:它們的厚度可以最小化,表面積可以最大化以提高靈敏度,并且可以制造復雜的多股線圈配置。在“用于磁致伸縮結構健康監測的平面噴墨印刷銅感應線圈:與散裝空氣線圈和各向異性磁阻傳感器 (AMR) 傳感器的比較”的研究中,謝菲爾德大學相關研究團隊對具有不同參數(線圈數量、單線/雙線、尺寸)的IJP感應線圈的功效進行了參數研究,該線圈在許多執行器功能化復合試樣(FeSiB帶和浸漬環氧樹脂傳感器)上進行了測試。樣品的特征是通過感應應變測量它們的電感響應。10匝單線IJP傳感器的靈敏度和準確度提高了 1) 70匝手繞線圈、2) 三軸AMR傳感器和 3) 其他小于10匝的IJP執行器。這歸因于復合材料表面的接觸面積增加以及應變檢測的最小靈敏度(即匝數和表面積)的要求。(上圖為2個樣本。 左起:直徑22mm(?。┑?0匝單股線圈,直徑33mm(中)的10匝單股線圈,直徑14mm(?。┑?匝單股線圈,外徑5匝的單股線圈20mm(中)。)(使用了配有兩個噴頭的MicroFab Jetlab?4系列的噴墨打印系統,均配備60μm 噴嘴孔。第一個噴頭用于沉積基于功能性銅納米顆粒的墨水,另一個噴頭用于沉積UV固化絕緣體墨水。)

  • ▲ 粗糙斜面打印

    非平面打印。

  • ▲ 納米顆粒和溶液相銅噴墨打印

    上圖顯示了使用噴墨技術和兩種后處理方法打印兩種不同銅油墨的結果。打印和后處理都是在惰性環境(手套箱)中進行的。 噴墨打印的銅層:左上角,打印的納米銅顆粒墨水;右上角,激光退火;左下角,打印的溶液相銅;右下角,熱轉換。

  • ▲ 銅噴墨打印

    在PE材料上噴墨打印的銅線圖案。(MJ-AT- 01, MicroFab)

  • ▲ 有機薄膜晶體管打印

    在PET基材上噴墨打印的TIPS并五苯/ APC TFT陣列。

  • ▲ 碳納米管/納米晶體光傳感器打印

    噴墨打印混合碳納米管/納米晶體光傳感器。在PET柔性透明基板上制造MWCNT-NP(多壁碳納米管)的噴墨打印傳感器。MWCNT通道打印在打印的銀電極之間。

  • ▲ 碳納米管薄膜晶體管

    在“壓印塑料基板上的全印刷、自對準碳納米管薄膜晶體管”的研究中,明尼蘇達大學相關研究團隊提出了一種使用單壁碳納米管 (SWCNT) 網絡作為通道材料在塑料上打印薄膜晶體管 (TFT) 的自對準工藝。 SCALE(電子自對準毛細管輔助光刻)工藝將壓印光刻與噴墨打?。∕icroFab MJ-AT-01,直徑80μm)相結合。 具體來說,墨水被噴射到壓印的儲存器中,然后由于毛細作用,它們會流入狹窄的設備腔中。 研究人員在SCALE工藝中結合了復合高k柵極電介質和對齊的導電聚合物柵極電極,以實現比先前設計更小的面積足跡,從而產生平均p型載流子遷移率為 4 cm2/V 的低壓 SWCNT TFT ·s和104的開/關電流比。研究團隊的工作證明了SCALE工藝在塑料基板上制造具有良好I-V特性的基于SWCNT的TFT的巨大潛力。(2018)

  • ▲ 碳納米管

    在“使用噴墨打印催化劑的圖案化垂直排列碳納米管的高產率生長”的研究中,報告了通過使用噴墨印打印沉積納米顆粒懸浮液,在生長基板上的特定位置制造垂直排列的碳納米管。碳納米管作為垂直排列的森林以高產率生長到大約400μm的長度。與傳統的圖案化技術(例如電子束光刻或光刻)相比,用于催化劑制造的噴墨打印顯著提高了垂直排列的圖案化納米管林的生產率。(2013)

  • ▲ TTF-TCNQ納米網

    有機半導體和電介質之間的界面在決定有機場效應晶體管 (OFET) 的器件性能方面起著重要作用。 在“噴墨打印的TTF-TCNQ納米網作為高遷移率有機場效應晶體管的有效改性層”的研究中,研究了均勻噴墨打?。∕icroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印系統 Jetlab?Ⅱ)的四硫富瓦烯-四氰基醌二甲烷(TTF-TCNQ)納米網作為OFET中半導體層和電介質之間的緩沖層。與正十八烷基三乙氧基硅烷(OTS)改性層相比,研究團隊觀察到“有效”場效應遷移率增加了數十倍,同時保持了基于TTF-TCNQ的器件的高開/關比。 這項工作表明,憑借低成本、高性能和可打印性的優勢,TTF-TCNQ納米網可以作為OFET的優良緩沖層。(2013)

  • ▲ 軟靜電機器打印

    洛桑聯邦理工學院相關課題組已經開發出一種通過使用按需噴墨 (DOD) 噴墨打印來制造軟DEA和拉鏈致動器的方法。他們使用Jetlab? 4 (MicroFab) 打印機進行這項工作,因為它允許調整許多噴射參數。上圖是通過噴墨打印制造的復雜軟機器。a) 帶有集成蠕動泵和兩個獨立流體網絡的流體系統。通道充滿了染色的液體,使它們可見。在操作中,黃色通道包含介電流體,而粉色通道包含要泵送的流體。? 接地電極,? 高壓電極,? 介電通道,? 水通道。b) 使用多層電極、有機硅彈性體和犧牲材料噴墨打印可拉伸軟機器,以創建靜電拉鏈致動器和多級流體通道。c) 彈頭驅動器是一種模擬彈頭行波運動策略的印刷軟機,具有14個通道和28個軟致動器。? 高壓相(×3), ? 接地電極,? 蜿蜒的電介質通道, ? 充液墊。

  • ▲ 微型超級電容器(MSC)

    S-MXene墨水用于在柔性基材上制備高性能MSC。氮和硫原子的摻雜改善了微電極的抗氧化性和反應動力學,從而實現了長期的循環穩定性(10,000次循環后的電容保持率為94.6%)。通過簡單的參數調整,可以自動制造具有高分辨率的形狀多樣圖案的定制MSC,具有710 F cm-3 的出色體積電容?;贜,S-MXene,噴墨打?。∕icroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印系統 Jetlab?Ⅱ)的MSC顯示出超高的能量密度8.9 mWh cm-3 功率密度為 411 mW cm-3,超過了之前報道的許多基于MXene的MSC。此外,微電極的總電壓和電流輸出可以通過串聯或并聯在有限區域內使用不同的打印參數輕松提高。這些特性是開發功能強大的小型化柔性MSCs的先決條件,該MSCs可以很容易地與一系列微電子器件集成,為更先進的噴墨打印MSCs提供了可能性?!坝糜诟咝阅車娔蛴∥⑿统夒娙萜鞯臒o添加劑氮硫共摻雜MXene墨水”的這項工作加速了用于下一代儲能設備的噴墨打印油墨的開發,專為自供電、可穿戴、易于集成和可植入的微電子產品而設計。(2022)

  • ▲ 微熱板氣體傳感器敏感材料涂層

    微熱板平臺上的金屬氧化物納米結構在氣體傳感器研究中引起了極大的興趣,因為它們具有創建高響應性和極其便攜的氣體傳感器的潛力。目前對這些傳感器的大部分研究都集中在分層納米結構的創建上,因為納米粒子之間的范德華引力會導致團聚,從而損害傳感器的性能。在“微熱板平臺上SnO2納米結構的氣體傳感器性能比較”的研究中,探索了在微熱板上進行噴墨打?。∕icroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印系統 Jetlab?Ⅱ),作為一種避免納米顆粒聚集以產生開膜微結構的方法。掃描電子顯微鏡用于研究沉積的納米顆粒薄膜,該薄膜具有開放的微結構,沒有大的團聚。發現在干燥空氣背景下暴露于甲烷和一氧化碳時,噴墨打印的 SnO2納米顆粒的傳感器響應和響應時間與分層顆粒薄膜相當。由于納米結構的表面積增加,與SnO2微米尺寸的顆粒相比,SnO2納米顆粒和微球都具有更好的響應。這意味著適當控制SnO2納米顆粒薄膜的微結構可以產生與SnO2分層結構相似的氣體傳感器性能,并有可能用于可重現地制造高性能氣體傳感器。(上左圖為微熱板裝置的光學圖像,右圖為通過噴墨打印沉積在微熱板上的SnO2納米顆粒墨水的光學圖像)

  • ▲ 氣體傳感器電極PEI涂層(氣相色譜)

    在用于氣相色譜的微流體薄膜體聲波諧振器氣體傳感器的在線檢測的研究中,相關研究團隊描述了一種微流體薄膜體聲波諧振器氣體傳感器 (mFBAR),專門用作氣相色譜中的在線檢測器。這種微型蒸汽傳感器是一種非破壞性檢測器,死體積低(0.02μL)。它是通過將諧振器封閉在尺寸為15mm×15mm×1mm的芯片上的微流體通道中來制備的。帶有聚合物涂層的裝置在有機磷化合物的檢測中表現出令人滿意的性能,對化學戰劑模擬物甲基膦酸二甲酯顯示出低檢測限(十億分之十)和相對較短的響應時間(約十五秒)。構建了具有FID的mFBAR傳感器的在線檢測,并用于通過mFBAR直接測量固體表面上的濃度分布,同時控制流動相中的濃度分布。流動相和固相峰最大位置的差異可以作為衡量傳質速率的方便指標。通過在一次進樣中獲得的mFBAR和FID的響應,可以計算出與進樣質量無關的參數,并將其用于識別目標分析物。在上述研究中,研究人員為了增強蒸氣分析物的吸附,將聚合物溶液(聚乙烯亞胺,PEI)噴涂到了頂部電極上,通過噴墨打?。∕icroFab Jetlab?4噴墨打印系統)形成薄的吸附層。(2021)

  • ▲ 氣相碘傳感器MOF薄膜

    超靈敏和高選擇性碘氣傳感器在核輻射泄漏過程中發揮著至關重要的作用,及時發現和緩解污染,確保大量操作人員的安全和設施的后續完整性。在“用于超痕量碘傳感器的MOF微環境中的納米阱工程”的研究中,相關研究團隊合理地設計了一種金屬有機框架(MOF),由于其優化的疏水性,它表現出優異的性能,電響應增強了近十億倍,這使得碘分子可以很容易地通過通道遷移并且存在合適的相互作用位點,臨時錨定目標分子以進行超痕量傳感。與現有吸附劑(包括市售材料)相比,在苛刻環境中測試的原型傳感器展示了其高選擇性、超痕量十億分之幾 (ppb) 級靈敏度、良好的可逆性和非??斓捻憫獣r間,即使在高頻下也是如此。此外,通過測量單晶的電響應,詳細研究了原子水平的碘傳感,并通過使用噴墨打?。∕icroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印系統 Jetlab?Ⅱ)確定了用于工業上可行的原型傳感器的MOF層的理想厚度。從更廣泛的角度來看,研究團隊提出了一種針對具有混合功能的高效電傳感材料的總體策略,用于設計高靈敏度碘傳感器,以實現安全和可持續的未來。(上圖為用于碘氣傳感的IDE傳感器平臺上的ZIF-70噴墨打印 (IP):(a)噴墨打印技術示意圖。(b)噴墨打印原型IDE傳感器的光學和SEM圖像。(c)噴墨打印傳感器在碘吸附前后阻抗值的頻率相關變化,其中DPC代表滴鑄技術,SC代表單晶方法。對于3層ZIF-70@IDE:(d)10Hz頻率下阻抗和相位角的實時瞬態測量,以及(e)用于測試4Hz AC傳感器可重復使用性的循環吸附和解吸數據。)

  • ▲ 在MEMS器件上沉積氧化石墨烯(GO)

    在“使用MEMS諧振器的多模激發進行選擇性多分析物檢測”的研究中,相關研究團隊通過利用兩種不同的機制報告了高度選擇性的多種分析物檢測;使用單個MEMS器件的吸收和熱導率。為了說明這個概念,研究團隊使用了一個由連接到彎曲梁和T形可移動質量的夾緊引導拱梁組成的諧振器。有限元模型用于研究器件的模態振型和機械行為,與實驗數據的報告具有良好的一致性。諧振器顯示出兩種不同的平面外振動模式。對于濕度檢測,研究團隊通過使用對水蒸氣具有強親和力的氧化石墨烯(GO)對表面進行功能化來利用物理吸附。使用噴墨打印機(MicroFab的Jetlab?Ⅱ噴墨打印系統)制備GO溶液并在質量表面上滴注。另一方面,冷卻加熱的彎曲梁用于氦(He)檢測(基于熱導的傳感器)。當模式被單獨和同時驅動時,傳感器特性得到了廣泛的研究。結果證實了每種模式的成功利用,用于選擇性檢測相對濕度和He。這種對多種分析物的新型模式依賴性選擇性檢測可以成為開發用于現代便攜式電子設備的微型、低功率和選擇性智能傳感器的有希望的構建模塊。(2022)

  • ▲ 電阻式存儲設備ITO電極

    相關研究人員制造了具有 ITO/GaZnO(GZO)/ITO 配置的全溶液處理、完全透明的電阻式隨機存取存儲器 (sol-TRRAM)。所有層,包括有源層和頂部和底部ITO電極,都使用溶膠-凝膠溶液通過旋涂或噴墨打?。ㄖ睆?0μm的MicroFab噴頭)沉積在玻璃基板上。sol-TRRAM是透明的,在550nm 處的透射率為86.5%。由于溶液處理的GZO層中存在足夠的固有非晶格氧離子,因此不需要初始形成過程來生產透明存儲器。sol-TRRAM還顯示出合理的雙極電阻開關,具有低工作電流 (<100μA)和出色的循環耐久性特性(>300次循環)。設置過程中的主要傳導機制可以用陷阱控制的空間電荷限制傳導來解釋,并且由于Fowler-Nordheim隧道效應的電荷注入,勢壘高度的改變導致了電阻變化。

  • ▲ NMM納米陶瓷微珠

    相關研究團隊報告了一種簡單有效的原位噴墨打印方法,用于制造納米結構和高密度 Ni0.9Mn1.8Mg0.3O4 (NMM) 尖晶石氧化物納米陶瓷微珠材料。 在該研究團隊的方法中,陶瓷油墨是由共沉淀法合成的單立方尖晶石NMM納米晶制成的,在有機溶液中分散良好,具有良好的分散性和穩定性。 在使用這些陶瓷墨水進行噴墨打?。∕icroFab)后,NMM 微珠在不同溫度下通過兩步燒結 (TSS) 工藝進行燒結。 系統地研究和表征了通過TSS工藝制備的NMM納米陶瓷微珠的燒結行為、微觀結構和電性能。 這些結果表明,通過調節燒結溫度可以實現具有中等電阻值(98 331-174 601 Ω)、較低熱時間常數(58-147 ms)和較高材料常數(4176-4309 K)的 NMM 微珠的高性能。(2016)

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