Трехмерные схемы оригами могут произвести революцию в электронных устройствах

Оригами, известное японское искусство складывания бумаги, позволяет создавать сложные трехмерные конструкции из плоской двухмерной бумаги. Хотя создание бумажного лебедя может быть интригующим, идея создания трехмерных схем, основанных на аналогичных принципах проектирования, просто ошеломляет. Это исследование, звучащее как научная фантастика, представляет собой проект, который Дживун Пак и его коллеги из Чикагского университета разрабатывали в течение последних нескольких лет.

Сосредоточение внимания Парка на крупномасштабном синтезе и производстве устройств с использованием ультратонких материалов привело к усовершенствованию 2D-моделей и внедрению 3D вертикально интегрированных устройств. Он представит детали конструкции их схемы и ее потенциальное применение на 64-м Международном симпозиуме и выставке AVS, который пройдет с 29 октября по ноябрь. 3 декабря 2017 года, Тампа, Флорида.

С использованием атомно тонкие материалы, Парк синтезирует крупномасштабные интегральные схемы которые можно сшить по бокам, чтобы сформировать двухмерный модуль. В своем последнем проекте его команда вертикально интегрировала эти двухмерные модули для создания трехмерных стопок.

Схемы традиционно разрабатывались с использованием громоздких подложек, таких как кремниевые, и до недавнего времени не могли функционировать независимо. Схемы, основанные только на атомно тонких материалах, освобождают исследования от этих традиционных ограничений. Комбинирование различных ультратонких строительных блоков также позволяет интегрировать различные электрические и тепловые свойства в одной схеме, экспоненциально увеличивая функциональность.

«Для наших исследований мы сначала генерируем атомарно тонкие бумага с разными цветами, обозначающими разные электрические, оптические или термические свойства. Соединяем их в боковом направлении, эквивалентно сшиванию. Мы складываем их друг на друга, что и есть вертикальная интеграция. Поступая таким образом, мы пытаемся разработать крупномасштабные, полностью функционирующие интегральные схемы, используя эти атомарно тонкие материалы в качестве двумерных строительных блоков или цветной бумаги», — сказал Пак.

Использование этих ультратонких материалы, в отличие от типичных компонентов и ресурсов, позволяет использовать схему меньшего размера, но, что удивительно, не такую микромаленькую, которой, следовательно, трудно манипулировать. Двухмерные ингредиенты собраны таким образом, что их можно рассматривать с помощью простого оптического микроскопа или даже невооруженным глазом и с ними можно обращаться соответствующим образом.

Потенциальные применения этой технологии также обширны. Подобно тому, как складывание применимо к объектам, используемым в повседневной жизни, таким как зонтики или парашюты, интегрированное схемы сможет содержать большую площадь поверхности в относительно конденсированном объеме. Функциональность в этом контексте может быть применена к разнообразному набору новых устройств, используя возможности сжатой схемы.

«Что мы заинтересованы в разработке, так это механизм, позволяющий брать все эти поверхности и элементы устройств и складывать их в ограниченном пространстве. По нашей команде мы хотим, чтобы их можно было развернуть на действительно больших функционирующих поверхностях», — сказал Пак.