绝缘栅

宾州大学在开发用纳米晶体油墨3D打印晶体

发布时间:2022/7/25 18:23:39   
点击上方“蓝字”一键定阅家喻户晓,晶体管是电子产物中最根基的建设单位,它首要用于生成能够强调、开关、稳压和记号调制的电路。但是,晶体管的建造倒是一个高度繁杂的经过,需求高温、高真空的设施。方今,美国宾夕法尼亚大学(UniversityofPennsylvania)的工程师们在该校工程和运用科学学院CherieKagan老师的率领下曾经找到了一种建造这类设施的新法子:以一种液体纳米晶体“墨水”的模式顺次堆积其部件。他们的这一最新钻研效果曾经被公布在了《Science》杂志上。有评述觉得这一本领为将电器元件内置到柔性或许可穿着运用中翻开了大门,别的,这一本领请求的温度很低,并且能够兼容百般百般的材料。因而能够预示其运用界限将会相当广漠。钻研者基于纳米晶体的场效应晶体管是行使旋涂本领绘制柔性塑料背衬上的。不过这一经过终究或许经过增材建造系统,比方3D打印机来实行。钻研人员一起头需求将晶体管所需求的纳米晶体,或许说球形的纳米尺寸颗粒分开在液体中,建造出纳米晶体油墨。据悉,Kagan的团队全部开辟出了一组四种油墨,离别是:一种导体(银)、一种绝缘体(氧化铝)、一种半导体(硒化镉),以及一种贯串了搀杂剂的导体(银和铟的搀杂物)。科学家们能够经过向晶体管的半导体层搀杂杂质来管束安装传递正或负的电荷。“这些材料是胶体,就像喷墨打印机中的墨水。”Kagan说:“但是你能够取得想要的任何属性,比方导体、半导体或绝缘体等,而咱们的题目是怎么将其安顿在表面上,形胜利能晶体管。”这些纳米油墨的电功用曾经被离别证明,但是它们以前还从没有被组合在一同构成完好的安装。“这是第一次此类的钻研。”该钻研团队的成员之一,韩国地质矿产钻研所得高档钻研院Choi说:“成效显示,晶体管的一切组件,包含金属层、绝热层、保温层、半导体层,乃至搀杂半导体均能够由纳米晶体系成。”但是要实行它们就需求在一种精巧的图案布局里将其分层或许搀杂。首先,银纳米晶体颗粒经过液体堆积在行使了光刻掩模的柔性塑料表面,而后敏捷转动将其绘在了一个平层上。该掩模随后被拿走,留住了被制成晶体管栅电极形态的银油墨。钻研人员接着在上头再旋涂一层基于氧化铝纳米晶体的绝缘体油墨,以后再遮蔽一层基于硒化镉晶体颗粒的半导体层,结尾再用掩模覆上铟/银搀杂物,由其制成晶体管的源极和漏极。而后再在相对较低的温度下加热,该铟搀杂会从这些电极分散到半导体部件里。“行使基于溶液的材料举行操纵的重点在于,当您增加第二层时,要保证第一层不被冲走。”Kagan说。“咱们不得差错纳米晶体举行表面责罚,不论是一起头它们在溶液里的时分仍是堆积以后,这主假如为了保证它们占有无误的电属性以及能够遵照咱们指望的方法粘在一同。”由于该基于油墨的建造工艺是在较低的温度下(与当下基于真空的法子比拟)实行的,因而钻研人员们能够在统一个柔性塑料背衬上同时做出几个晶体管。

“在更大面积、更低温度前提下制做晶体管不断是良多新兴本领寻觅的指标,比方物联网、大面积柔性电子和可穿着设施等。”Kagan说:“咱们还没有实行一切须要关节的开辟,以是它们现在还不能打印。但是由于这些材料都是基于溶液状况的,因而理论上说,它们全部能够经过增材建造来生成晶体管。”

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