Categories: KomponentenWorkspace

Dehnbare Silizium-Chips für flexible Elektronik entwickelt

Forscher der University of Illinois at Urbana-Champaign (UIUC) haben erstmals einen flexiblen Chip auf Silizium-Basis entwickelt. Er kann ohne Leistungsverluste in komplexe Formen gebracht werden, beispielsweise in die einer Sphäre oder von Körperteilen.

„Die Annahme, dass Silizium nicht für solche Anwendungen geeignet ist, weil es inhärent zu brüchig und steif ist, wurde damit widerlegt“, sagt der an der Entwicklung beteiligte Professor John Rogers. Damit eröffneten sich der langjährig bewährten Silizium-Elektronik neue Anwendungsmöglichkeiten.

Die Forscher haben sich bei der Entwicklung daran orientiert, dass dünnere Materialien in der Regel auch flexibler sind: Der Chip ist lediglich 1,5 Mikrometer dick. „Wir haben zudem herausgefunden, wie wir hochwertige Elektronik von den üblichen, steifen, brüchigen Halbleiter-Wafern trennen und sie mit weichem Gummi verbinden“, erklärt Rogers. Das Silizium werde dabei auf einen deformierten Gummiträger aufgebracht, der danach wieder entspannt werde. Das Ergebnis seien Schaltkreise mit einer Art Wellenstruktur, die voll reversibel gedehnt oder komprimiert werden könnten. Laut Rogers ist die Leistung mit der von klassischen Silizium-Chips vergleichbar, was einen Vorteil gegenüber flexibler Elektronik auf Basis organischer Halbleiter darstellt.

„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 rigide waren. Das Team lege mit seinen Forschungsbemühungen den Schwerpunkt auf diesen Bereich. Ein Beispiel sei 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 sei es, durch Beobachtung der Gehirntätigkeit epileptische Anfälle vorhersagen und durch elektrische Stimulation sogar verhindern zu können. Auch wenn das noch nicht gelungen sei, gebe es bereits erste Prototypen der benötigten Schaltkreise.

Die aktuelle Forschungsarbeit wurde in der Online-Ausgabe des Magazins Science veröffentlicht. Sie baut auf einer rund zwei Jahre alten Arbeit auf. Gemeinsam mit noch zu veröffentlichen Forschungsergebnissen bildet sie „eine Roadmap, um beinahe jede mechanische Charakteristik in Schaltkreisen von beinahe beliebiger Komplexität zu erreichen“, so Rogers. Der Wissenschaftler 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.“

ZDNet.de Redaktion

Recent Posts

Microsoft nennt weitere Details zu kostenpflichtigen Patches für Windows 10

Erstmals liegen Preise für Verbraucher vor. Sie zahlen weniger als Geschäftskunden. Dafür beschränkt Microsoft den…

5 Stunden ago

Microsoft verschiebt erneut Copilot Recall

Die Entwickler arbeiten noch an weiteren „Verfeinerungen“. Windows Insider erhalten nun wohl eine erste Vorschau…

23 Stunden ago

GenKI im Job: Mitarbeitende schaffen Tatsachen

Laut Bitkom-Umfrage werden in jedem dritten Unternehmen in Deutschland private KI-Zugänge genutzt. Tendenz steigend.

1 Tag ago

97 Prozent der Großunternehmen melden Cyber-Vorfälle

2023 erlitten neun von zehn Unternehmen in der DACH-Region Umsatzverluste und Kurseinbrüche in Folge von…

1 Tag ago

„Pacific Rim“-Report: riesiges, gegnerisches Angriffs-Ökosystem

Der Report „Pacific Rim“ von Sophos beschreibt Katz-und-Maus-Spiel aus Angriffs- und Verteidigungsoperationen mit staatlich unterstützten…

1 Tag ago

DeepL setzt erstmals auf NVIDIA DGX SuperPOD mit DGX GB200-Systemen

NVIDIA DGX SuperPOD soll voraussichtlich Mitte 2025 in Betrieb genommen und für Forschungsberechnungen genutzt werden.

1 Tag ago