美國北卡羅來納州立大學團隊開發(fā)了一種創(chuàng)新的自組裝電子元件技術。這項技術能夠創(chuàng)建二極管和晶體管，為未來自行組裝更復雜的電子設備鋪平了道路，而這一切都不依賴于傳統(tǒng)的計算機芯片制造工藝。該研究發(fā)表在最新一期《材料視野》雜志上。
因為涉及多個步驟和技術，當前的芯片制造過程復雜且成本高昂。然而，新的自組裝方法提供了一個更快、更經(jīng)濟的選擇。它不僅簡化了制造流程，還允許調整半導體材料的帶隙，使其對光敏感，從而可用于生產(chǎn)光電器件。
這種新穎的自組裝技術稱為定向金屬配體（D-Met）反應。在實驗中，團隊使用了一種特殊的菲爾德液態(tài)金屬——由銦、鉍和錫構成的合金顆粒。這些顆粒被放進模具后，他們將一種含有特定分子（稱為配體，主要由碳和氧組成）的溶液倒入液態(tài)金屬上。隨著溶液流過液態(tài)金屬顆粒并進入模具，這些配體會從液態(tài)金屬表面捕獲離子，并按照特定的幾何圖案排列這些離子。
隨著溶液流入，離子開始形成更為復雜的三維結構。溶液通過逐漸蒸發(fā)，幫助這些結構緊密結合并形成預期大小。團隊再移除模具，對其加熱，以釋放出碳和氧原子。接下來，金屬離子與氧發(fā)生反應形成半導體金屬氧化物，碳原子則形成了石墨烯薄片。最終，這些成分自發(fā)地組織成了一個有序的結構：半導體金屬氧化物被石墨烯薄片包裹著。
利用這一技術，團隊成功制造出了納米級和微米級的晶體管和二極管。因為在實驗中用到了鉍元素，所以他們還能制造出光響應結構，可通過光來調控半導體特性。
D-Met技術的優(yōu)勢在于可以大規(guī)模生產(chǎn)這些材料，還可精確控制半導體結構的形成。這項技術有望革新電子器件的制造方式，開啟一個更高效、更具靈活性的制造業(yè)未來。
總編輯圈點
該研究最引人注目之處是其靈活性和可擴展性。通過調整溶液成分、模具設計及蒸發(fā)速率，科學家能精確控制最終產(chǎn)品的特性。這預示著，未來人們能根據(jù)具體需求，定制化生產(chǎn)高性能電子組件。這很可能是電子工程領域的一個重要里程碑，因為其不僅推動了基礎科學研究的進步，也為工業(yè)應用帶來全新視角和技術路徑，進而改變生產(chǎn)和使用電子設備的方式。
美國北卡羅來納州立大學團隊開發(fā)了一種創(chuàng)新的自組裝電子元件技術。這項技術能夠創(chuàng)建二極管和晶體管，為未來自行組裝更復雜的電子設備鋪平了道路，而這一切都不依賴于傳統(tǒng)的計算機芯片制造工藝。該研究發(fā)表在最新一期《材料視野》雜志上。
因為涉及多個步驟和技術，當前的芯片制造過程復雜且成本高昂。然而，新的自組裝方法提供了一個更快、更經(jīng)濟的選擇。它不僅簡化了制造流程，還允許調整半導體材料的帶隙，使其對光敏感，從而可用于生產(chǎn)光電器件。
這種新穎的自組裝技術稱為定向金屬配體（D-Met）反應。在實驗中，團隊使用了一種特殊的菲爾德液態(tài)金屬——由銦、鉍和錫構成的合金顆粒。這些顆粒被放進模具后，他們將一種含有特定分子（稱為配體，主要由碳和氧組成）的溶液倒入液態(tài)金屬上。隨著溶液流過液態(tài)金屬顆粒并進入模具，這些配體會從液態(tài)金屬表面捕獲離子，并按照特定的幾何圖案排列這些離子。
隨著溶液流入，離子開始形成更為復雜的三維結構。溶液通過逐漸蒸發(fā)，幫助這些結構緊密結合并形成預期大小。團隊再移除模具，對其加熱，以釋放出碳和氧原子。接下來，金屬離子與氧發(fā)生反應形成半導體金屬氧化物，碳原子則形成了石墨烯薄片。最終，這些成分自發(fā)地組織成了一個有序的結構：半導體金屬氧化物被石墨烯薄片包裹著。
利用這一技術，團隊成功制造出了納米級和微米級的晶體管和二極管。因為在實驗中用到了鉍元素，所以他們還能制造出光響應結構，可通過光來調控半導體特性。
D-Met技術的優(yōu)勢在于可以大規(guī)模生產(chǎn)這些材料，還可精確控制半導體結構的形成。這項技術有望革新電子器件的制造方式，開啟一個更高效、更具靈活性的制造業(yè)未來。
總編輯圈點
該研究最引人注目之處是其靈活性和可擴展性。通過調整溶液成分、模具設計及蒸發(fā)速率，科學家能精確控制最終產(chǎn)品的特性。這預示著，未來人們能根據(jù)具體需求，定制化生產(chǎn)高性能電子組件。這很可能是電子工程領域的一個重要里程碑，因為其不僅推動了基礎科學研究的進步，也為工業(yè)應用帶來全新視角和技術路徑，進而改變生產(chǎn)和使用電子設備的方式。
本文鏈接：不依賴現(xiàn)有計算機芯片制造工藝，電子元件輕松實現(xiàn)自組裝http://m.sq15.cn/show-2-9639-0.html
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