روشی جدید و ساده برای چاپ ساده و ارزان الگوهای نانوذره‌ای

با استفاده از یک روش جدید چاپ لیزری امکان ایجاد الگوهای دلخواه از نانوذرات در یک محدوده وسیع تنها با استفاده از یک پالس لیزری ایجاد شده است.

با استفاده از یک روش جدید چاپ لیزری امکان ایجاد الگوهای دلخواه از نانوذرات
در یک محدوده وسیع تنها با استفاده از یک پالس لیزری ایجاد شده است. از این روش
جدید که بر مشکلات چاپ لیزری معمولی فائق آمده است، می‌توان در تولید آسان
ابزارهای الکترونیکی همانند ترانزیستورها استفاده کرد.

پرکاربردترین روش چاپ لیزری (LIFT) بر انتقال نقطه به نقطه ماده مبتنی است. این
امر تولید الگوهایی با اشکال هندسی و اندازه متفاوت را دشوار می‌سازد. این روش
جدید چاپ لیزری موازی که توسط میونگو لی و همکارانش از دانشگاه یونسی در سئول
کره جنوبی ابداع شده است، مبتنی بر واجذب حرایت نانوذرات است که توسط لیزر
پالسی القا می‌شود. لی می‌گوید از آنجایی که چگالی انرژی مورد نیاز برای انتقال
ماده در این فرایند بسیار پایین‌تر از مقدار مورد نیاز برای فرایند LIFT می‌باشد،
امکان چاپ الگوهای دلخواه در یک سطح وسیع تنها با استفاده از یک پالس لیزر وجود
دارد.

این محققان کار خود را با رسوب‌دهی (از محلول) یک فیلم نقره نانوذره‌ای با
ضخامت ۱۵۰ نانومتر تا ۱ میکرومتر روی یک بستر شیشه‌ای آغاز کردند. آنها این کار
را با استفاده از یک جوهر نقره تجاری با متوسط اندازه ذرات ۲۵ نانومتر انجام
دادند. این فیلم سپس در دمای اتاق خشک شد.

سپس یک اشعه لیزری پالسی NY:YAG (با طول موج ۰۶۴/۱ میکرومتر، پهنای پالس ۶
نانوثانیه، سرعت تکرار ۱۰ هرتز و بیشینه توان میانگین ۵/۸ وات) با استفاده از
یک ماسک نوری در حالت تماسی تنظیم شد. این پالس لیزری از پشت بستر شیشه‌ای به
این فیلم تابانده شد. با تاباندن این لیزر به فیلم نانوذره‌ای، نانوذرات نقره
از روی سطح جدا شده و به روی یک بستر دریافت کننده سیلیکونی که در تماس با فیلم
قرار داشت، منتقل شدند. بدین ترتیب یک الگوی چاپ شده روی این بستر ثانویه ایجاد
شد. لی می‌گوید: «اگر ماسک مناسبی استفاده شود، هر نوع الگویی را می‌توان با
استفاده از این روش ایجاد کرد».

این گروه پژوهشی برای ساخت ترانزیستور، الکترودهای منبع و خروجی را روی یک ویفر
سیلیکونی ناخالص چاپ لیزری نمودند. این ویفر سیلیکونی دارای یک لایه دی‌الکتریک
SiO2 به ضخامت ۲۰۰ نانومتر بود. پس از پخت الکترودهای چاپ شده در دمای ۲۲۵ درجه
سانتی‌گراد، یک لایه نیمه‌رسانا از جنس پنتاسن با استفاده از تبخیر حرارتی بین
دو الکترود رسوب داده شد. این محققان می‌گویند مایلند به جای استفاده از تبخیر
حرارتی برای ایجاد لایه فعال پنتاسن، از فرایندهایی بای ساخت ترانزیستور
استفاده کنند که به طور کامل در فاز محلول انجام می‌گیرند.

بنا به گفته آنها از این فرایند نه تنها برای چاپ نانوذرات فلزی، بلکه برای
ایجاد فیلم‌های نیمه‌رسانا و دی‌الکتریک نانوذره‌ای نیز می‌توان استفاده کرد.

نتایج این تحقیق در Appl. Phys. Lett. منتشر شده است.