Использование твёрдых, плоских и хрупких полупроводниковых подложек в качестве поддерживающих субстратов для неорганических светодиодов (LEDs) и фотодатчиков (PDs) ограничивает область применения этих устройств. Исследования в области органических оптикоэлектронных материалах вызваны, частично, их потенциалом в альтернативных применениях, связанных с интеграцией тонкоплёночных устройств на гибкие плёнки пластика. За последние годы было достигнуто много существенных результатов, часть из которых уже на пути к промышленному выпуску. Вызывает растущий интерес и использование органических и неорганических микро/наноматериалов в подобных необычных формах на пластике, бумаге, ткани, резине и других плоских или изогнутых поверхностях. Мы недавно описывали некоторые идеи использования ультратонких неорганических LEDs, отделённых от их подложки, чтобы объединить, по крайней мере, до некоторой полезной степени, возможности неорганических и органических LEDs, сохраняя определенные привлекательные особенности обоих. Данная работа расширяет эти идеи в новые области и приводит результаты для механически оптимизированных конфигураций, которые позволяют упорядочить неорганические LEDs и PDs в системы, которые могут выдерживать сильную механическую деформацию, будучи интегрованными на основания из разнообразных материалов и имеющий различную форму. Ко всему прочему, описываемые материалы могут функционировать даже при полном погружении в физраствор, биожидкости, жидкости, относящиеся к клинической медицине, и мыльную воду, что открывает новые возможности для беспрепятственной интеграция оптоэлектроники в биомедицину и робототехнику. В качестве примера можно привести светоизлучающие швы, тонкие вживляемые плёнки (или LED-татуировки), катетеры Фогарти (для удаления тромбов) и гибкие датчики показателя преломления.
В рамках этой статьи описано семь достижений в следующем порядке: (1) экспериментальные и теоретические аспекты строения, которые позволяют получать свободнодеформируемые массивы из LEDs и PDs на мягких, эластомерных мембранах, лентах и покрытиях, (2) методы достижения высокого фактора заполнения в этих системах, используя слоистые многослойные структуры, (3) примеры устройств на разнообразных подложках и различных геометрических форм, (4) биосовместимые инкапсуляционные материалы, которые сохраняют ключевые механические свойства и, в то же самое время, позволяют надёжно функционировать будучи интегрированными на поверхность или имплантированными внутрь биологических систем, (5) растягивающиеся оптикоэлектронные компоненты для биомедицины, испытанные на животных, (6) светящиеся плазмонные кристаллические устройства как высокопроизводительные датчики коэффициента преломления для внутривенных систем доставки и (7) водонепроницаемые датчики оптической близости, которые нанесены на кончики пальцев виниловых перчаток для применения в робототехнике или передовых хирургических устройствах.
В качестве основного материала мы используем тонкие эпитаксиальные полупроводниковые слои, выращенные на подложках GaAs, и затем вертикально вытравленные для задания поперечного размера устройств, построенных ни их основе. Отделение от подложки посредством селективного удаления слоя AlAs, сопровождающегося декалькоманией, завершается нанесением на интересующую подложку, согласно ранее описанным процедурам.
http://www.nanometer.ru/2010/10/25/optical_materials_219934.html |