Fr, 17. November 2017

Flexible Elektronik

31.03.2008 10:38

Forscher entwickeln dehnbare Silizium-Chips

Forscher haben erstmals einen flexiblen Chip auf Silizium-Basis entwickelt, der in komplexe Formen gebracht werden kann und auch bei starker Verformung keine Leistungsverluste erleidet. "Die Annahme, dass Silizium nicht für solche Anwendungen geeignet ist, weil es zu brüchig und steif ist, ist verworfen worden", erklärt der an der Entwicklung beteiligte Professor John Rogers.

Die Forscher der University of Illinois at Urbana-Champaign orientierten sich bei der Entwicklung des Chips daran, dass dünnere Materialien in der Regel auch flexibler sind und drückten daher die Gesamtdicke ihres Chips auf 1,5 Mikrometer. Das ist allerdings nicht der ganze Trick. "Wir haben herausgefunden, wie wir hochwertige Elektronik von den üblichen, steifen, brüchigen Halbleiter-Wafers trennen und sie mit weichem Gummi verbinden", erklärt Rogers.

Das Silizium wird dabei auf einen deformierten Gummi-Träger aufgebracht, der danach wieder entspannt wird. Das Ergebnis sind Schaltkreise mit einer Art Wellenstruktur, die voll reversibel gedehnt oder komprimiert werden können. Die Leistung ist dabei mit jener klassischer Silizium-Chips vergleichbar, was einen Vorteil gegenüber flexibler Elektronik auf Basis organischer Halbleiter darstellt.

Anwendungen in der Biomedizin
"Die Anwendungen, die uns am spannendsten erscheinen, liegen im biomedizinischen Bereich", so Rogers. Genau hier galt Silizium-Elektronik bisher als wenig attraktiv, da die Schaltkreise starr waren. Ein Beispiel ist eine Zusammenarbeit mit Brian Litt an der University of Pennsylvania im Bereich der Diagnose und Therapie bei Epilepsie. "Wir arbeiten an dehnbaren Platten mit Sensoren und Elektronik, die direkt an der Oberfläche des Gehirns eines Epilepsiepatienten integriert werden können", erklärt Rogers.

Ziel ist es, durch Beobachtung der Gehirntätigkeit epileptische Anfälle vorhersagen und durch elektrische Stimuli sogar verhindern zu können. Zwar sei das noch nicht gelungen, doch seien bereits erste Prototypen der entsprechenden Schaltkreise entstanden.

Rogers rechnet damit, dass es in drei bis fünf Jahren erste kommerzielle Anwendungen der dehnbaren Elektronik geben wird. "Ich denke, dass das biomedizinische Geräte für die Prothetik, das Monitoring oder die Therapie sein werden", meint der Wissenschaftler. (pte)

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