PLASTIC CHIPS ROLLEN IN DE TOEKOMST UIT DE INKTJETPRINTER

De computerchip van de toekomst is van plastic en wordt gemaakt met behulp van een inktjetprinter. Dat is de conclusie van een groep Engelse natuurkundigen van de universiteit van Cambridge. Samen met Japanse onderzoekers van printerfabrikant Epson ontwikkelden zij een methode om microtransistoren druppelsgewijs aan te brengen op een ondergrond (Science, 15 dec.). Hoewel al in 1994 werd aangetoond dat (half)geleidende polymeren gebruikt kunnen worden in elektronische componenten zoals transistoren, heeft het lang geduurd voor het mogelijk werd om volledige geïntegreerde schakelingen (bestaande uit honderden onderling verbonden transistoren) op snelle en reproduceerbare wijze te fabriceren. De elektronische eigenschappen van schakelingen geproduceerd volgens de inktjetmethode, zijn vergelijkbaar met de plastic schakelingen die Philips onlangs ontwikkelde.

De inktjetprinter werd al gebruikt voor het fabriceren van plastic Licht Emitterende Diodes (LEDs) en beeldschermen. Daarbij vormde de maximale resolutie van twintig tot dertig micrometer geen onoverkomelijk probleem. De druppeltjes polymeeroplossing spreiden zich na de landing uit over de ondergrond en dat bepaalt grotendeels de printerresolutie. Om de slechts enkele micrometers lange elektroden van transistoren te kunnen maken moesten de onderzoekers echter een manier bedenken om het uitvloeien te voorkomen. Ze deden dat door via een speciale etstechniek waterafstotende patronen aan te brengen, waardoor geultjes gevormd werden van precies de juiste afmetingen. Hierin werden vervolgens druppeltje voor druppeltje de elektroden aangelegd waarna het geheel werd bedekt met dunne lagen van andere (halfgeleidende) polymeren, die samen de transistoren vormden. Om ook andere, voor een geïntegreerde schakeling noodzakelijke bouwstenen te kunnen maken, moesten er daarna nog elektrische contacten tussen elektroden in verschillende lagen worden aangebracht. Ook hiervoor bleek de inktjetprinter geschikt. Daartoe werden er daar waar de verbindingen moesten komen, druppeltjes neergelegd van een vloeistof waarin het plastic oploste. De zo ontstane putjes kunnen met geleidende polymeren worden gevuld, waarmee de verbinding een feit is.

Met name de zo belangrijke schakelsnelheid van de transistoren – de snelheid waarmee een elektrische stroom zich door het materiaal beweegt – lijkt voldoende te zijn voor toepassing van plastic elektronische circuits in beeldschermen of in elektronische barcodes, die bijvoorbeeld kunnen dienen als beveiliging tegen diefstal. De onderzoekers zien bovendien mogelijkheden om de waterafstotende patronen aan te brengen met behulp van stempels.