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世界最薄芯片用液態金屬納米打印：下一個革命入口

發布時間：2017-02-24 責任編輯：sherry

【導讀】近日刊文，介紹了一種使用液態金屬為原料，2D 打印來製造集成電路的技術。電子行業的基本技術自 1920 年以來沒有進展，因此這種新的2D打印技術十分重要，能夠製作出超薄的電子芯片，並且顯著提高處理能力，降低成本。

研究人員開發了一種新技術，使用液態金屬來生產厚度僅為一個原子的集成電路，可以帶來電子學的下一個巨大進步。

這一工藝為生產大約 1.5 納米厚的晶片鋪平了道路。你可以這樣對比，一張紙的厚度是 10 萬納米。

此前也有人提出類似的其他技術，但全部被證明在質量方麵不可靠，難以規模化產生，或者就是隻能在非常高的溫度（550攝氏度或更高）下起作用。

澳大利亞墨爾本 RMIT 大學工程學院教授 Kourosh Kalantar-zadeh 領導了這一項目，該項目還包括他在 RMIT 的同事，以及來自 CSIRO、Monash 大學、北卡羅來納州立大學和加州大學的研究人員。

GaS 晶體以及 2D 打印過程示意圖

GaS 晶體以及 2D 打印過程示意圖

實驗中提到的 GaS 晶體以及 2D 打印過程示意圖。

電子工業的發展已經遇到了瓶頸。

Kourosh Kalantar-zadeh 教授表示，“汽車發動機的基本技術自 1920 年以來沒有進展，電子行業也一樣。如今的移動電話和計算機和五年前的設備相比，並沒有強大多少。”

這就是為什麼這種新的 2D 打印技術是如此重要。使用 2D 打印技術，研究人員能夠在同一表麵上安置下數量多得令人難以置信的薄電子芯片層，從而大幅提升處理能力，並且降低成本。

這種新的工藝將帶來電子工業的下一個革命。

RMIT 和 CSIRO的研究人員 Benjamin Carey 表示，製作僅有一個原子厚的電子晶片可以克服當前芯片生產的局限性。

這種方法還可以生產高柔性、可彎曲的材料，為柔性電子產品鋪平了道路。

目前的工藝沒有一種能夠在大的表麵積上製造原子級薄的半導體均勻表麵，而後者對於芯片的工業規模製造是必須的。

“我們的解決方案是使用金屬镓和銦，它們具有低熔點。”Carey 說。

“這些金屬在它們的表麵上產生原子級薄的氧化物層，氧化層很自然地保護下麵的金屬。我們在製造工藝中使用的就是這種薄氧化物。”

“通過滾壓液態金屬，氧化物層可以轉移到電子晶片上，然後硫化。晶片的表麵可以經過預處理，形成單獨的晶體管。”

“我們使用這種新穎的方法來創造具有非常高增益和大規模製造可靠性的晶體管和光電探測器。”

描述了這一新技術的論文“Wafer Scale Two Dimensional Semiconductors from Printed Oxide Skin of Liquid Metals”已經在 Nature Communications 雜誌上發表。

論文：使用液態金屬印刷氧化皮晶圓級二維半導體

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