Silicon-Organic Hybrid Autarkic Systems
- Reference number
- SE13-0045
- Start and end dates
- 140301-201231
- Amount granted
- 31 765 825 SEK
- Administrative organization
- Linköping University
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
Challenges and opportunities, related to energy, safety, health care etc., in our society urge for a distributed low-cost communication and surveillance technology that can be added onto any desired item. Here, we suggest a solution that merges Silicon (Si) technology with organic-based printed electronics (PE), aiming at twinning the benefits of the two creating ultra-low cost labels with high functionalities. This implies combining high processing, memory and internet interfacing Si with large area, low cost, flexible, energy conversion/storage, sensing and displays (PE). The technology includes low voltage/power printed devices for signal routing to reduce the number of pads on Si-label chips (reducing cost) at the same time extending functionality of final e-labels. Our scientific and engineering approach will be based on further improvement of the performance and extended functionality of the most successful organic electronic material PEDOT. Specifically, organic transistors with improved over-all parameter performance and addressability, for signal routing and power management, and novel PEDOT-based super capacitors comprising energy conversion will be developed. These devices will then be integrated into circuit systems to administrate signals and power between the Si-chip and an array of organic PE devices. Inexpensive e-labels, possible to produce using printing techniques, will be generated offering highly distributed senses and surveillance connected to Internet.
Popular science description
Vårt samhälle möter nya utmaningar och möjligheter som relaterar till säkerhet, miljö och hälsa vilket kräver en distribuerad teknologi för övervakning, detektion och kommunikation. I det föreslagna projektet avser vi att ta fram en teknologiplattform som t ex kan användas för billiga smarta etiketter, d v s, etiketter med funktionaliteter såsom sensorer, displayer, energiförsörjning och kommunikation. För att få dessa funktionaliteter kommer vi att kombinera kiselteknologi med tryckt elektronik. Målet är inriktat på att tvinna fördelarna hos dessa båda teknologier. Kisel är dock en dyr teknologi som inte lämpar sig för denna typ av etiketter. Kostnaden styrs i huvudsak av kiselytan som till största del upptas av kontaktpaddar. Genom att flytta ut den del av funktionalitet från kiselkretsen som kräver många anslutningar till kretsar baserade på tryckt elektronik möjliggörs en reducering av antalet kontaktpaddar på kisel vilket i sin tur reducerar kostnaden för systemet avsevärt. Den resulterande plattformen kombinerar avancerad signalbehandling, minne och kommunikation baserat på kisel med tryckt elektronik på stora flexibla ytor med sensorer och displayer. Vårt vetenskapliga arbete riktas emot att vidareutveckla egenskaperna och funktionen hos det mest framgångsrika organiska elektronikmaterialet PEDOT. Inom projektet kommer vi att utveckla de organiska transistorer och kretsar som behövs för att kunna trycka delar av den elektronik som idag finns i kiselkretsen. För att hantera en del av energiförsörjningen kommer vår plattform också att innehålla komponenter (superkapacitanser) som kan lagra energi som skördas från t ex solceller eller termoelektriska element. Vår föreslagna teknologiplattform kommer att möjliggöra elektroniska etiketter vilka innehåller olika sinnen som kopplas till internet för radikalt nya applikationer.