Mémoire crossbar flexible développée via le processus ILLO. Crédit :KAIST
L'électronique flexible a été présentée comme la prochaine génération d'électronique dans divers domaines, allant de l'électronique grand public aux dispositifs médicaux bio-intégrés. Malgré leurs mérites, les performances insuffisantes des matériaux organiques dues aux propriétés inhérentes des matériaux et aux limitations de traitement en matière d'évolutivité ont posé de grands défis au développement de systèmes électroniques flexibles tout-en-un dans lesquels l'affichage, processeur, Mémoire, et les dispositifs énergétiques sont intégrés. Les procédés à haute température, indispensable pour les appareils électroniques de haute performance, ont sévèrement limité le développement de l'électronique flexible en raison des instabilités thermiques fondamentales des matériaux polymères.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Keon Jae Lee du Département de science et d'ingénierie des matériaux du KAIST propose une méthodologie plus simple pour réaliser une électronique flexible haute performance en utilisant le laser Lift-off à base inorganique (ILLO).
Le procédé ILLO consiste à déposer une couche d'exfoliation laser-réactive sur des substrats rigides, puis fabriquer des dispositifs électroniques inorganiques ultrafins, par exemple., mémoire memristive à barre transversale haute densité au-dessus de la couche d'exfoliation. Par irradiation laser par l'arrière du substrat, seules les couches de dispositif inorganiques ultrafines sont exfoliées du substrat en raison de la réaction entre le laser et la couche d'exfoliation, puis ensuite transféré sur tout type de substrat récepteur tel que le plastique, papier, et même du tissu.
Ce processus ILLO peut permettre non seulement des processus à l'échelle nanométrique pour les dispositifs flexibles à haute densité, mais également le processus à haute température qui était auparavant difficile à réaliser sur des substrats en plastique. Le dispositif transféré démontre avec succès un fonctionnement de mémoire à accès aléatoire entièrement fonctionnel sur des substrats flexibles, même sous une flexion sévère.
Le professeur Lee a dit, "En sélectionnant un ensemble optimisé de couche d'exfoliation inorganique et de substrat, un processus à l'échelle nanométrique à une température élevée de plus de 1000 °C peut être utilisé pour une électronique flexible haute performance. Le procédé ILLO peut être appliqué à diverses électroniques flexibles, tels que les circuits de commande pour les écrans et les dispositifs énergétiques à base inorganique tels que la batterie, cellule photovoltaïque, et les appareils auto-alimentés qui nécessitent des processus à haute température."
Dispositif RRAM flexible sur un substrat en plastique. Crédit :KAIST