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Tesi etd-09062017-153043


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
BRONTE, FEDERICO
URN
etd-09062017-153043
Title
Dispositivi elettronici con stampa a getto d'inchiostro di materiali 2D
Struttura
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE
Corso di studi
INGEGNERIA ELETTRONICA
Supervisors
relatore Prof. Fiori, Gianluca
Parole chiave
  • molybdenum disulfide
  • 2D materials
  • inkjet
  • graphene
Data inizio appello
03/10/2017;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
03/10/2020
Riassunto analitico
Con l'avanzamento della tecnologia è sempre più forte la necessità di diminuire
le dimensioni dei dispositivi elettronici e con essi quelle dei loro principali
componenti, i transistor. La legge di Moore prospetta un aumento esponenziale
del numero di transistor per circuito integrato nel corso degli anni,
ma è ostacolata dal raggiungimento dei limiti fisici di integrazione, per cui
si stanno cercando delle soluzioni per il raggiungimento dei prossimi nodi
tecnologici.
I materiali 2D presentano un'opportunità per nuovi concetti di dispositivo,
offrono una lista di proprietà elettriche molto interessanti, possono avere un
comportamento metallico, semimetallico, isolante, semiconduttore e fotosensibile,
ma soprattutto possono essere resistenti, flessibili e poco ingombranti.
L'obiettivo di questo progetto di tesi è stato la realizzazione e caratterizzazione
di dispositivi elettronici tramite stampa a getto d'inchiostro di materiali
bidimensionali. Tradizionalmente i processi di fabbricazione di dispositivi
basati su materiali 2D richiedono attrezzature molto costose e offrono pochi
gradi di libertà in fase di progettazione. In questo lavoro è stata esplorata la
tecnologia della stampa a getto d'inchiostro, che offre la possibilità di ottenere
dispositivi elettronici di vario tipo con un processo poco costoso e molto
flessibile. Per mezzo della stampante Fujifilm Dimatix DMP-2850 sono stati
ottenuti e caratterizzati strain gauge flessibili in grafene su carta, che presentano
gauge factor maggiori di 100 per valori bassi di strain applicato, oltre a
una buona affidabilità nel tempo. È stato investigato il comportamento elettrico
di linee di grafene stampate su silicio e il loro comportamento in vuoto e
in temperatura. Successivamente sono state caratterizzate con l'ausilio di un
caratteristigrafo Keithley 4200-SCS Semiconductor Characterization System
e di un impedenzimetro HP 4284A Precision LCR Meter varie tipologie di
eterostrutture stampate su vetro che hanno portato alla realizzazione di dispositivi
di diversa natura, quali capacità e diodi. Particolare attenzione è
stata data all'analisi del comportamento in aria e in vuoto, nonché agli effetti
del trattamento termico di annealing.
L'obiettivo principale è stato quello di progettare i principali componenti
di base per l'elettronica, al fine di aprire il campo a una futura diffusione
dell'elettronica flessibile e a basso costo basata sui materiali 2D.
File