Stampare con inchiostri elettronici lastre digitali plastiche, leggere e di grandi dimensioni. Questa è la nuova frontiera dell’elettronica che consentirà applicazioni nel campo della radiografia medica.
di Fonte IIT
Un team congiunto di ricercatori dell’ Istituto Italiano di Tecnologia e Politecnico di Milano ha appena messo a punto un metodo di deposizione di inchiostri ‘elettronici’ affidabile e compatibile con substrati plastici leggeri e di grande superficie per applicazioni nel campo dei fotorivelatori. Grazie a questa scoperta, è possibile realizzare fotorivelatori basati su semiconduttori organici (OPD – Organic Photo Detector), cioè su materiali a base di carbonio, con una tecnica di stampa a bassa temperatura e facilmente scalabile come quella a getto d’inchiostro, su substrati plastici. Recentemente i ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista scientifica internazionale Advanced Materials, in un articolo dal titolo “Fully Inkjet Printed Organic Photodetectors with High Quantum Yield”(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201303473/abstract)
I fotorivelatori stampabili sono molto attraenti per impieghi nel campo degli Imagers digitali plastici, specialmente ove sia richiesta una grande area. L’elettronica basata su materiali organici è un candidato forte per consentire questo tipo di applicazioni, grazie alla possibilità di utilizzare tecniche atte a coprire grandi aree mediante processi convenienti e a bassa temperatura.
Questa dimostrazione è una tappa importante per la realizzazione dei “pixel”, cioè degli elementi di base che compongono gli imagers digitali. Un pixel richiede l’integrazione con l’OPD di un interruttore elettronico, un transistore. Questa è un’attività già in corso: parte dello stesso team ha difatti recentemente raggiunto interessanti risultati anche nella realizzazione di transistori organici ad effetto di campo (OFETs) dove è stata aggirata la limitata risoluzione della stampa a getto d’inchiostro, permettendo così di ottenere dispositivi con canali sub-micrometrici e con una occupazione di area limitata:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566119913002231
“Questi due recenti studi – commenta Mario Caironi, ricercatore che guida questa attività al CNST di Milano – ci forniscono elementi solidi per procedere alla dimostrazione di piccoli array di pixel nel breve termine, e completi imager di plastica nel lungo termine. Crediamo che la combinazione d’inchiostri elettronici funzionali e delle tecniche di stampa scalabili costituisca la strada da percorrere per la prossima generazione di imager digitali plastici”.
Dario Natali e il Prof. Marco Sampietro, che guidano tale attività al Politecnico, sottolineano che “tali imager digitali potrebbero fare la differenza nelle applicazioni in cui è richiesta una grande superficie e dove la tecnologia al silicio è difficilmente applicabile, come nel caso delle lastre per la radiografia medica”.
Questi risultati sono stati ottenuti nell’ambito delle attività del progetto “IndiXi”, finanziato dalla “Fondazione Cariplo” (progetto di sovvenzione n. 2011-0368), rivolto in particolare a sviluppare gli imager plastici a raggi X, e del progetto “Ippia”, un finanziamento UE “Marie- Curie Career Integration Grant”, ricevuto da Mario Caironi (Grant Agreement n PCIG09 – GA – 2011-291844 ) per lo sviluppo di tecniche di stampa per applicazioni di imaging.
Parte del team ha anche recentemente pubblicato articoli di review nel campo dei circuiti stampati e dei fotorivelatori organici:
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201205361/abstract
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201204979/abstract
