Ученые Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ нашли новый метод изготовления наноплёнок из оксида алюминия для современной электроники. Новая технология позволит обеспечить более высокие параметры электронных датчиков, а также имеет преимущество перед аналогами в низкой себестоимости и возможностью управления свойствами получаемого материала.
В последнее время во многих сферах производства применяются специально подготовленные электронные компонентные базы. Они представляют собой специально подготовленные электронные изделия, а также дополнительные модули. Создание электронной компонентной базы (ЭКБ) – важнейшее и приоритетное направление развития науки, технологий и техники Российской Федерации (Указ Президента России от 7.07.2011г. № 899). Поиск эффективных технологий создания нанопленок и бездефектных покрытий – одна из ключевых задач в развитии современной электроники и оптики.
Ученые ИНЭП ЮФУ предложили новый метод получения наноразмерных мембран из оксида алюминия, основанный на синтезе пленки золь-гель методом и ее спекании электронным лучом. «Золе-гель метод» – это технология получения твердых частиц необходимого материала в пленкообразующем растворе с последующим формированием структурного каркаса. Удаление раствора при сохранении структуры пленки и термическом спекании позволяет получать монолитный материал.
«В нашей работе предложен оригинальный способ создания акустического мембранного датчика, диафрагма которого выполнена из монолитного оксида алюминия. Диафрагма из пленкообразующего раствора оксида алюминия наносилась на рабочий диффузор и спекалась электронным лучом», – рассказал доцент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники ИНЭП ЮФУ Сергей Авдеев.
По словам специалистов, в последние годы пленки оксида алюминия нашли применение в датчиках поверхностных акустических волн. Основой разрабатываемых датчиков послужил сапфир, одна из фазовых модификаций оксида алюминия, – тугоплавкий материал с высокими механическими параметрами и хорошими изоляционными свойства. А электронно-лучевая обработка позволила сформировать пленки с нужными свойствами, создать уникальные поверхности и поверхностные структуры, устранить механические дефекты, а также удешевить производство компонентов и повысить их качество. Такие датчики можно использовать в агрессивной среде, например, в морской воде.
«Существует метод получения датчиков на сапфировой мембране, однако это устаревшая технология, крайне трудоемкая и затратная. Наша технология позволяет получать такие же и более тонкие мембраны с меньшими ресурсными и трудовыми затратами», – подчеркнул Сергей Авдеев.
Новый метод, по словам ученых ЮФУ, может быть реализован полностью на основе отечественных технологий и производственных мощностей.
Результаты исследования опубликованы в научном издании SPIE Proceedings. В настоящее время научный коллектив работает над развитием других технологий создания наноразмерных пленок с различными свойствами, необходимыми в современной электронике.