LEGO-like assembly of peelable, deformable components for integrated devices

2013年10月11日 NPG Asia Materials 5, e10 (2013) doi:10.1038/am.2013.51


John RogersとUngyu Paikを中心とする韓国と米国の共同研究チームはこのたび、個々の部品をレゴブロックのように組み立ててフレキシブル回路を作製する簡便な方法を開発した。研究チームはまず、一般的な二酸化シリコンウエハー基板上に金属層を蒸着することによって各部品(抵抗器、インダクター、コンデンサーなど)を作製し、次に電極の位置にカーボンナノチューブを成長させて、その上にゲル電解質層を形成した。このゲル層は乾燥させると粘着性のポリマーに変化するが、このとき必要な部品がポリマーに組み込まれるため、ポリマーごと部品を基板から剥がせるようになる。剥離後のポリマーフィルムは柔軟で、曲げ、折り畳み、引っ張りに繰り返し耐えることができる。最後に、これらの部品が組み込まれたポリマーフィルムを貼り合わせてつなげると、新たに電気的接続をとる必要なく集積回路を作製することができた。この研究に用いられたポリビニルアルコールは、機能性を付与することも可能なため、さらに複雑なデバイスも作製できるようになるだろう。

Sangkyu Lee, Jaehwan Ha, Sungjin Jo, Junghyun Choi, Taeseup Song, Won Il Park, John A Rogers & Ungyu Paik

Oxide-based electronics: Current boost to capacitance
In a collaboration between South Korea and the United States, John Rogers, Ungyu Paik and co-workers have developed a simple process to fabricate flexible circuits by assembling the separate components in the manner of Lego blocks. The researchers first prepared each part — for example a resistor, inductor or capacitor — by depositing metal layers on a common substrate comprising a silicon dioxide wafer. Next, they grew carbon nanotubes at locations determined to be electrodes and subsequently added a gel electrolyte layer. On drying, this gel converts to a sticky polymer that incorporates the required component and can be peeled away from the substrate. The resulting film is flexible and resistant to repeated bending, folding and stretching. Lastly, these free-standing components were simply interlocked into an integrated circuit without the need for further electrical connections. Poly(vinyl alcohol), the polymer used in the study, can also be functionalized, enabling the creation of more complex devices.


NPG Asia Materials ISSN 1884-4049(Print) ISSN 1884-4057(Online)