eng
Среди научно-технических приоритетов инновационной системы трансфера знаний и технологий особое место занимают гибкая электроника и фотоника. В статье представлен обзор специализированной научно-технической конференции и молодежной школы по этому направлению.
Теги: flexible electronics and photonics innovative system transfer of knowledge гибкая электроника и фотоника инновационная система трансфер знаний и технологий
Термин "гибкая электроника" (полимерная, печатная) отражает две основные составляющие данного направления:
материаловедческий базис – конструктивно-материаловедческие особенности подложек, систем коммутации-изоляции и функциональных элементов;
технологический базис – комплекс способов формирования функциональных элементов и систем коммутации-изоляции, основанных на печатных рулонных трафаретных и капельно-струйных технологиях.
В докладах отечественных и зарубежных участников конференции нашли отражение базовые направления развития гибкой электроники и фотоники.
Научная молодежная школа
Наибольшее внимание в лекционно-образовательной части однодневной молодежной школы "Материалы и технологии гибкой электроники" было уделено материаловедческому аспекту современной гибкой электроники и фотоники, на что указывают названия лекций: "Физико-химические основы технологии гибкой электроники" (д.ф.-м.н. В.Мошников); "Нанокомпозиты на основе коллоидных полупроводниковых наночастиц: получение, свойства и применение" (к.ф.-м.н. C.Мусихин); "Новые методы синтеза графена и их моделирование" (д.ф.-м.н. Н.Алексеев); "Органические материалы для современной электроники" (д-р Д.Кавакита, Национальный институт материаловедения, Япония); "Пленки Ленгмюра–Блоджетт на основе полиимидов" (к.х.н. С.Голоудина). Данный блок докладов позволил комплексно рассмотреть проблемы синтеза исходных компонентов гибкой электроники и фотоники, которые необходимы для формирования функциональных элементов, систем коммутации-изоляции, пассивации и защиты.
В завершающей лекции "Струйно-капельные и матрично-принтерные технологии" д.т.н. В.Лучинин рассказал об основных направлениях развития технологической базы гибкой электроники и фотоники. Рассмотренные технологии характеризуются высокой производительностью, вариабельностью наносимых материалов, гибкостью подложки и возможностью формирования различных топологических картин с достаточно высоким пространственным разрешением.
Финансовую поддержку научной молодежной школы обеспечила компания "Элтех СПб", являющаяся одним из ведущих отечественных поставщиков оборудования для предприятий радиоэлектроники и вузов. В завершении программы, после стендовой сессии, включавшей более 50 докладов молодых инженеров, научных сотрудников, аспирантов и студентов, были определены победители. Первое место присудили докладу "Гибкие многослойные поглотители электромагнитных волн для диагностики совместимости электронных устройств", который был представлен специалистами компании "Магнетон-Пластик".
Научно-техническая конференция и выставка
В течение трех дней на базе ЛЭТИ прошли заседания научно-технической конференции, в которой приняло участие более 100 специалистов из России, Белоруссии, Голландии, Италии, Финляндии, Японии. На конференции было сделано 22 пленарных доклада, отражающих перспективные и базовые направления развития гибкой электроники и фотоники.
Анализ материалов первой российской специализированной конференции по гибкой электронике и фотонике позволяет сделать следующие выводы:
современные конструктивно-технологические решения обеспечивают возможность экспресс-прототипирования широкой номенклатуры изделий микро- и нанотехники;
наиболее широко используемыми, динамично перестраиваемыми в отношении топологической локализации и состава осаждаемого материала технологиями являются капельно-струйные печатные методы, обеспечивающие микронное разрешение;
формирование трехмерных конструкций с высоким пространственным разрешением обеспечивается объемной лазерной стереолитографией;
наиболее высокую скорость формирования сложной коммутации на поверхности 2D- и 3D-объектов обеспечивает лазерная конверсия (модификация) металлосодержащего полимерного субстрата;
эффективными направлениями использования технологий гибкой электроники и фотоники являются излучатели и преобразователи оптического излучения на гибком субстрате, а также органо-неорганические гибкие аккумуляторы;
наиболее востребованными изделиями гибкой электроники и фотоники являются гибридные миниатюрные устройства, интегрирующие сенсорные и исполнительные микросистемы с инфокоммуникационными кристаллами-чипами для сбора, обработки и передачи информации (например: ориентационно-навигационные или биомедицинские модули);
перспективными направлениями являются создание микроробототехники, интеллектуальной одежды и "лабораторий на чипе";
большой интерес представляет развитие специальных текстильных технологий с использованием микро- и нановолокон с различными физико-химическими, теплофизическими, электрическими, оптическими и биологическими свойствами.
На выставке, проходившей в рамках конференции, наибольший интерес вызвала установка для струйно-капельного формирования рисунка различными функционально-ориентированными техническими чернилами компании PiXDRO, представленная "Межвузовским центром прототипирования и контрактного производства микро- и нанотехники" (МЦКП). Созданный на базе ЛЭТИ центр специализируется в области технологий и оборудования для производства гибкой электроники и является представителем ряда известных зарубежных компаний. Следует отметить, что МЦКП выступил одним из основных организаторов и спонсоров конференции.
Открытие совместной лаборатории Beneq и ЛЭТИ
15 ноября вице-консул Финляндии в С.-Петербурге и начальник Управления инвестиционной политики и инноваций Комитета по промышленной политике и инновациям С.-Петербурга открыли совместную лабораторию Beneq и ЛЭТИ (см. клапан обложки журнала). Основная цель этой лаборатории определена как формирование компетенций для вывода на рынок новых продуктов и промышленных решений в области нанослоевых композиций и управляемого послойного синтеза.
Деятельность совместной лаборатории направлена на исследования и внедрение технологии атомно-слоевого осаждения – Atomic Layer Deposition (ALD). ALD имеет широкий спектр применения: от создания покрытий для остекления "умного дома" и иллюминаторов космических кораблей до компонентов гибкой электроники и "интеллектуальной одежды". В рамках семинара и круглого стола, организованных при открытии лаборатории, ведущие отечественные и зарубежные ученые и эксперты из промышленности обсудили будущее технологии ALD и пути ее развития в России. Участниками круглого стола стали, в частности, специалисты, стоявшие у истоков метода ALD, – д.т.н., профессор, заведующий кафедрой химической нанотехнологии и материалов электронной техники СПбГТИ(ТУ) А.Малыгин, к.ф.-м.н. и доцент кафедры химии твердого тела СПбГУ В.Дрозд.
В настоящее время в России уже 12 лабораторий осуществляют исследования в области ALD. Ожидается, что интерес к этой технологии будет расти, так как она позволяет минимизировать масштабы структурных элементов интегральных схем и сократить потребности в нанесении монослоев и слоев контролируемой толщины. В частности, технология ALD позволяет создавать покрытия, способные значительно увеличить эффективность литий-ионных аккумуляторов, а пассивирующие ALD-слои для электроники обеспечивают электрическую стабильность и химическую устойчивость компонентов.
Невидимые ALD-покрытия на стекле повышают его стойкость к повреждению, делают его более прочным и менее склонным к разрушению из-за поверхностного напряжения, что важно в стекольной индустрии и в производстве дисплеев. Неслучайно эта технология активно используется NASA для упрочнения стекол космических летательных аппаратов. Тонкопленочные электролюминисцентные дисплеи, производимые Beneq с использованием ALD-технологии, способны работать в экстремальных условиях при температурах от –60°С до 100°С при высокой влажности, тумане. Надежность таких дисплеев доказана их успешным применением в аэрокосмической промышленности и судостроении.
Биосовместимые ALD-пленки могут быть использованы для изменения свойств поверхности соприкосновения между имплантатом и тканями человека или для улучшения устойчивости к истиранию и коррозии. Пленка ALD толщиной несколько нанометров достаточно эластична. Покрытия на основе ALD-технологии могут препятствовать распространению бактерий, что важно при создании лабораторных резервуаров, биомедицинской техники, инструментов и биочипов.
Основанная в 2005 году финская компания Beneq является ведущим разработчиком технологий, а также промышленного и исследовательского оборудования для получения покрытий наноразмерных толщин. Оборудование Beneq применяется для нанесения упрочняющих покрытий, защищающих от влаги, повреждений и потускнения. Технологии компании позволяют создавать светофильтры, изменяющие коэффициент пропускания света. В настоящее время решения Beneq востребованы в производстве солнечных панелей, оптике и светотехнике, гибкой электронике, медицине. Компания вывела на рынок инновации в области получения тонких пленок: непрерывное рулонное (Roll-to-Roll) осаждение слоев и высокопроизводительное аэрозольное нанесение покрытий nAERO. В 2012 году корпорация "Роснано" инвестировала в Beneq 25 млн. евро.
В целом содержание представленных на конференции докладов, а также дискуссия по проблемам развития отечественной гибкой электроники и фотоники позволяют говорить об отсутствии в России комплекса системно упорядоченных НИОКР в данной области, несмотря на значительные объемы исследований в сфере материаловедческой базы, а также внедрение современного зарубежного технологического оборудования. Отсутствуют также профессиональные стандарты и целенаправленная подготовка кадров для обеспечения промышленного производства изделий гибкой электроники и фотоники.
ЛЭТИ благодарит компании "Элтех СПб" и МЦКП за финансовую поддержку конференции и молодежной школы, а также компанию Beneq за организацию церемонии открытия совместной с ЛЭТИ лаборатории атомно-молекулярной химической сборки. ■
материаловедческий базис – конструктивно-материаловедческие особенности подложек, систем коммутации-изоляции и функциональных элементов;
технологический базис – комплекс способов формирования функциональных элементов и систем коммутации-изоляции, основанных на печатных рулонных трафаретных и капельно-струйных технологиях.
В докладах отечественных и зарубежных участников конференции нашли отражение базовые направления развития гибкой электроники и фотоники.
Научная молодежная школа
Наибольшее внимание в лекционно-образовательной части однодневной молодежной школы "Материалы и технологии гибкой электроники" было уделено материаловедческому аспекту современной гибкой электроники и фотоники, на что указывают названия лекций: "Физико-химические основы технологии гибкой электроники" (д.ф.-м.н. В.Мошников); "Нанокомпозиты на основе коллоидных полупроводниковых наночастиц: получение, свойства и применение" (к.ф.-м.н. C.Мусихин); "Новые методы синтеза графена и их моделирование" (д.ф.-м.н. Н.Алексеев); "Органические материалы для современной электроники" (д-р Д.Кавакита, Национальный институт материаловедения, Япония); "Пленки Ленгмюра–Блоджетт на основе полиимидов" (к.х.н. С.Голоудина). Данный блок докладов позволил комплексно рассмотреть проблемы синтеза исходных компонентов гибкой электроники и фотоники, которые необходимы для формирования функциональных элементов, систем коммутации-изоляции, пассивации и защиты.
В завершающей лекции "Струйно-капельные и матрично-принтерные технологии" д.т.н. В.Лучинин рассказал об основных направлениях развития технологической базы гибкой электроники и фотоники. Рассмотренные технологии характеризуются высокой производительностью, вариабельностью наносимых материалов, гибкостью подложки и возможностью формирования различных топологических картин с достаточно высоким пространственным разрешением.
Финансовую поддержку научной молодежной школы обеспечила компания "Элтех СПб", являющаяся одним из ведущих отечественных поставщиков оборудования для предприятий радиоэлектроники и вузов. В завершении программы, после стендовой сессии, включавшей более 50 докладов молодых инженеров, научных сотрудников, аспирантов и студентов, были определены победители. Первое место присудили докладу "Гибкие многослойные поглотители электромагнитных волн для диагностики совместимости электронных устройств", который был представлен специалистами компании "Магнетон-Пластик".
Научно-техническая конференция и выставка
В течение трех дней на базе ЛЭТИ прошли заседания научно-технической конференции, в которой приняло участие более 100 специалистов из России, Белоруссии, Голландии, Италии, Финляндии, Японии. На конференции было сделано 22 пленарных доклада, отражающих перспективные и базовые направления развития гибкой электроники и фотоники.
Анализ материалов первой российской специализированной конференции по гибкой электронике и фотонике позволяет сделать следующие выводы:
современные конструктивно-технологические решения обеспечивают возможность экспресс-прототипирования широкой номенклатуры изделий микро- и нанотехники;
наиболее широко используемыми, динамично перестраиваемыми в отношении топологической локализации и состава осаждаемого материала технологиями являются капельно-струйные печатные методы, обеспечивающие микронное разрешение;
формирование трехмерных конструкций с высоким пространственным разрешением обеспечивается объемной лазерной стереолитографией;
наиболее высокую скорость формирования сложной коммутации на поверхности 2D- и 3D-объектов обеспечивает лазерная конверсия (модификация) металлосодержащего полимерного субстрата;
эффективными направлениями использования технологий гибкой электроники и фотоники являются излучатели и преобразователи оптического излучения на гибком субстрате, а также органо-неорганические гибкие аккумуляторы;
наиболее востребованными изделиями гибкой электроники и фотоники являются гибридные миниатюрные устройства, интегрирующие сенсорные и исполнительные микросистемы с инфокоммуникационными кристаллами-чипами для сбора, обработки и передачи информации (например: ориентационно-навигационные или биомедицинские модули);
перспективными направлениями являются создание микроробототехники, интеллектуальной одежды и "лабораторий на чипе";
большой интерес представляет развитие специальных текстильных технологий с использованием микро- и нановолокон с различными физико-химическими, теплофизическими, электрическими, оптическими и биологическими свойствами.
На выставке, проходившей в рамках конференции, наибольший интерес вызвала установка для струйно-капельного формирования рисунка различными функционально-ориентированными техническими чернилами компании PiXDRO, представленная "Межвузовским центром прототипирования и контрактного производства микро- и нанотехники" (МЦКП). Созданный на базе ЛЭТИ центр специализируется в области технологий и оборудования для производства гибкой электроники и является представителем ряда известных зарубежных компаний. Следует отметить, что МЦКП выступил одним из основных организаторов и спонсоров конференции.
Открытие совместной лаборатории Beneq и ЛЭТИ
15 ноября вице-консул Финляндии в С.-Петербурге и начальник Управления инвестиционной политики и инноваций Комитета по промышленной политике и инновациям С.-Петербурга открыли совместную лабораторию Beneq и ЛЭТИ (см. клапан обложки журнала). Основная цель этой лаборатории определена как формирование компетенций для вывода на рынок новых продуктов и промышленных решений в области нанослоевых композиций и управляемого послойного синтеза.
Деятельность совместной лаборатории направлена на исследования и внедрение технологии атомно-слоевого осаждения – Atomic Layer Deposition (ALD). ALD имеет широкий спектр применения: от создания покрытий для остекления "умного дома" и иллюминаторов космических кораблей до компонентов гибкой электроники и "интеллектуальной одежды". В рамках семинара и круглого стола, организованных при открытии лаборатории, ведущие отечественные и зарубежные ученые и эксперты из промышленности обсудили будущее технологии ALD и пути ее развития в России. Участниками круглого стола стали, в частности, специалисты, стоявшие у истоков метода ALD, – д.т.н., профессор, заведующий кафедрой химической нанотехнологии и материалов электронной техники СПбГТИ(ТУ) А.Малыгин, к.ф.-м.н. и доцент кафедры химии твердого тела СПбГУ В.Дрозд.
В настоящее время в России уже 12 лабораторий осуществляют исследования в области ALD. Ожидается, что интерес к этой технологии будет расти, так как она позволяет минимизировать масштабы структурных элементов интегральных схем и сократить потребности в нанесении монослоев и слоев контролируемой толщины. В частности, технология ALD позволяет создавать покрытия, способные значительно увеличить эффективность литий-ионных аккумуляторов, а пассивирующие ALD-слои для электроники обеспечивают электрическую стабильность и химическую устойчивость компонентов.
Невидимые ALD-покрытия на стекле повышают его стойкость к повреждению, делают его более прочным и менее склонным к разрушению из-за поверхностного напряжения, что важно в стекольной индустрии и в производстве дисплеев. Неслучайно эта технология активно используется NASA для упрочнения стекол космических летательных аппаратов. Тонкопленочные электролюминисцентные дисплеи, производимые Beneq с использованием ALD-технологии, способны работать в экстремальных условиях при температурах от –60°С до 100°С при высокой влажности, тумане. Надежность таких дисплеев доказана их успешным применением в аэрокосмической промышленности и судостроении.
Биосовместимые ALD-пленки могут быть использованы для изменения свойств поверхности соприкосновения между имплантатом и тканями человека или для улучшения устойчивости к истиранию и коррозии. Пленка ALD толщиной несколько нанометров достаточно эластична. Покрытия на основе ALD-технологии могут препятствовать распространению бактерий, что важно при создании лабораторных резервуаров, биомедицинской техники, инструментов и биочипов.
Основанная в 2005 году финская компания Beneq является ведущим разработчиком технологий, а также промышленного и исследовательского оборудования для получения покрытий наноразмерных толщин. Оборудование Beneq применяется для нанесения упрочняющих покрытий, защищающих от влаги, повреждений и потускнения. Технологии компании позволяют создавать светофильтры, изменяющие коэффициент пропускания света. В настоящее время решения Beneq востребованы в производстве солнечных панелей, оптике и светотехнике, гибкой электронике, медицине. Компания вывела на рынок инновации в области получения тонких пленок: непрерывное рулонное (Roll-to-Roll) осаждение слоев и высокопроизводительное аэрозольное нанесение покрытий nAERO. В 2012 году корпорация "Роснано" инвестировала в Beneq 25 млн. евро.
В целом содержание представленных на конференции докладов, а также дискуссия по проблемам развития отечественной гибкой электроники и фотоники позволяют говорить об отсутствии в России комплекса системно упорядоченных НИОКР в данной области, несмотря на значительные объемы исследований в сфере материаловедческой базы, а также внедрение современного зарубежного технологического оборудования. Отсутствуют также профессиональные стандарты и целенаправленная подготовка кадров для обеспечения промышленного производства изделий гибкой электроники и фотоники.
ЛЭТИ благодарит компании "Элтех СПб" и МЦКП за финансовую поддержку конференции и молодежной школы, а также компанию Beneq за организацию церемонии открытия совместной с ЛЭТИ лаборатории атомно-молекулярной химической сборки. ■
Отзывы читателей
