作為一種異質(zhì)異構(gòu)集成技術(shù)，轉(zhuǎn)印技術(shù)在可延展柔性電子、Micro-LED顯示器等新型微納信息電子器件等領域具有廣泛應用前景。激光驅(qū)動轉(zhuǎn)印技術(shù)具有快速、可尋址等優(yōu)勢，吸引了學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注。傳統(tǒng)的激光剝離技術(shù)在應用中往往伴隨著材料的分解或融化，對激光的要求較高，并且印章無法重復使用。盡管通過界面熱失配的激光驅(qū)動轉(zhuǎn)印技術(shù)一定程度上解決了上述問題，但可轉(zhuǎn)移器件尺寸具有較大限制，這在一定程度上限制了其應用范圍。
針對該挑戰(zhàn)，浙江大學宋吉舟教授團隊通過簡單力學結(jié)構(gòu)設計，提出了一種低成本、可編程的多尺度激光驅(qū)動轉(zhuǎn)印集成方法。該方法創(chuàng)新性地在彈性印章中引入微空腔，利用空腔內(nèi)空氣的熱力學特性來調(diào)控界面粘附，不僅能提供吸力來增強拾取過程的界面粘附，也能提供推力來削弱印刷過程中的界面粘附。在100℃內(nèi)的溫升下，其吸力可達25.5kPa,推力可達32.8kPa。可使用該印章抓取不同材質(zhì)、不同形狀的曲面或平面的宏觀物體。通過與激光加熱設備相結(jié)合，該方法可在較低的溫度下(低于165℃)實現(xiàn)對微米尺度的器件的高速(低于10ms)轉(zhuǎn)印。通過對激光束的編程控制，可實現(xiàn)微觀硅片和μ-LED芯片的異質(zhì)異構(gòu)集成，有望在可延展柔性電子和Micro-LED顯示器等領域發(fā)揮重要作用。
圖1.熱控轉(zhuǎn)印印章設計及其粘附特性
圖2.激光驅(qū)動轉(zhuǎn)印機理
圖3.抓取宏觀物體及圖案化轉(zhuǎn)印微觀器件
上述成果以“Thermal Controlled Tunable Adhesive for Deterministic Assembly by Transfer Printing”為題發(fā)表在Advanced Functional Materials上。論文的第一作者是浙江大學博士生羅鴻羽，通訊作者為宋吉舟教授。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202010297
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