印刷电子技术是基于印刷原理的电子制造技术，它同时满足了新一代电子产品柔性化与个性化的需求，引发了微电子行业的一次巨大的技术革新。与数控增材制造和3D打印相比，印刷电子技术囊括了更多的增材制造技术，尤其是在微纳加工领域。基于脉冲激光与材料的非线性作用，激光微纳加工技术无需高温后处理，即可实现单一聚合物和金属材料的直接制造。与传统的喷墨打印、激光诱导转移(LIFT)和其他打印技术相比，它可以在小于100 nm的精度下，实现传统方法难以实现的复杂功能结构和器件的增材制造。然而，半导体材料激光直写方法的缺失，严重限制了激光微纳加工技术在微电子器件领域的应用。
本论文中，杨亮研究员与德国及澳大利亚的研究人员合作，创新性地将激光打印开发作为一种功能性电子器件打印技术，在单一激光加工系统中实现了半导体(ZnO) 和导体（Pt和Ag）等多种材料的复合激光打印，实现最小特征尺寸小于1 µm。这一技术突破极大程度提高了微电子器件打印的精度、灵活性和可控性，根据微电子器件的功能，让导体和半导体甚至绝缘材料的定制化设计和打印成为可能。另外，研究团队还成功实现了二极管、忆阻器和物理不可复制加密电路的一体化激光直写。这项技术与传统的喷墨打印等技术兼容，并且有望推广至多种P型、N型半导体金属氧化物材料的打印，为复杂、大尺寸、三维功能微电子器件的加工提供系统的新方法。
相关研究成果以题“Laser Printed Microelectronics”发表在国际期刊《Nature Communications》上。
图1.金属/半导体材料激光复合打印。a,d:金属铂；b,e:氧化锌半导体; c,f:金属银。
图2. 激光打印的铂-锌-银二极管。
图3.激光打印的铂-锌-银安全电路。
