Коллектив ученых Центра испытаний функциональных материалов Института квантовых технологий МФТИ подготовил к выходу на серийное производство принтер нового типа. Работа устройства, описанная в журнале «Physical and Chemical Processes in Atomic Systems», основана на методе сухой аэрозольной печати.
В отличие от традиционной фотолитографии, которая требует чистых комнат и агрессивных химикатов, аддитивные технологии создают объект послойно. Однако все известные аналоги используют жидкие чернила с наночастицами или растворители. Это приводит к необходимости длительной сушки и высокотемпературного обжига, что загрязняет микросхему и ограничивает выбор материалов.
Разработка МФТИ решает эту проблему. Принтер объединяет четыре этапа в одном цикле: генерация частиц в импульсном газовом разряде, лазерная модификация их формы, фокусировка аэрозольного пучка и лазерное спекание на подложке. Конденсатор разряжается до 4 киловольт 600 раз в секунду, создавая микроскопические «горячие точки» на электродах. Частицы размером 5–15 нанометров увлекаются потоком аргона.
Следующий этап — фокусировка газом под давлением, позволяющая печатать линии шириной в десятки микрометров (например, золотая дорожка 39,1 мкм). Финальное лазерное спекание наносекундными импульсами греет только частицы, не повреждая полимерные подложки. При многослойной печати серебра удельное сопротивление достигает всего 2,2 от сопротивления кристаллического металла.
Установка также может работать в режиме создания плазмонных наноструктур для спектроскопии (SERS) без спекания или использовать пористые агломераты для газовых сенсоров. Вместо длительного цикла фотолитографии микросхему можно «нарисовать» за минуты. Научный сотрудник МФТИ Владислав Борисов отметил, что опытный образец прошел государственные приемочные испытания, и институт готов к серийному производству устройства.
Ранее ученые разработали способ печати электронных транзисторов с помощью специальных чернил.
