Gedruckte Schaltkreise: Tintenstrahldrucker für Nanostrukturen

Genauso schnell wie ein Auto auf der Überholspur fliegen die winzigen Tropfen aus der Düse.

Unter dem Mikroskop sieht man die feinen Punkte aus dem Tintenstrahldrucker
Unter dem Mikroskop sieht man die feinen Punkte aus dem Tintenstrahldrucker

Urbana-Champaign (USA) - Tintenstrahldrucker spritzen mit wenigen billionstel Liter einen Bildpunkt mit einigen Mikrometern Größe auf das Papier. Amerikanische Forscher haben diese Technik nun weiter verfeinert und erreichen Punktgrößen von wenigen hundert Nanometern. Wie sie in der Zeitschrift "Nature Materials" berichten, wollen sie damit keine hochaufgelösten Fotos, sondern Halbleiter, leitfähige Kunststoffe oder Metalle beispielsweise für elektronische Schaltkreise auf einen Träger drucken.

"Eine große Auswahl aus funktionellen organischen und anorganischen Tinten, einschließlich Suspensionen mit festen Objekten, kann mit diesem Ansatz gedruckt werden", schreiben Jang-Ung Park und seine Kollegen von der University of Illinois in Urbana-Champaign. Dazu verwendeten sie extrem feine Düsen mit Durchmessern von wenigen Hundert Nanometern. Aufnahmen mit dem Rastertunnelmikroskop zeigen die winzigen Punkte, die mit diesem elektrohydrodynamischen Strahldruckverfahren gebildet werden können. Sie erreichen Ausmaße von gerade einmal 240 milliardstel Metern.

Die Palette der gedruckten Substanzen reicht weit. Isolierende und leitfähige Kunststoffe, Nanoröhrchen aus Kohlenstoff als auch winzige Metallpartikel konnten die Wissenschaftler so extrem genau auf einer Oberfläche deponieren. Über elektrische Spannungen kontrollierten sie sowohl den Fluss der Spezialtinten als auch die Position der Punkte auf dem Trägermaterial. Da dieses Druckverfahren im Prinzip sehr günstig ist, locken Anwendungen von einfachen elektronischen Schaltkreisen bis hin zu nanostrukturierten Solarzellen oder flexiblen Displays. Nun wollen sie die Technik bis zu einem geeigneten Prozess für die massenhafte Produktion von funktionellen Nanostrukturen weiter entwickeln.