Nature Communications 近日刊文，介紹了一種使用液態(tài)金屬為原料，2D 打印來制造集成電路的技術(shù)。電子行業(yè)的基本技術(shù)自 1920 年以來沒有進展，因此這種新的2D打印技術(shù)十分重要，能夠制作出超薄的電子芯片，并且顯著提高處理能力，降低成本。

    研究人員開發(fā)了一種新技術(shù)，使用液態(tài)金屬來生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)，但全部被證明在質(zhì)量方面不可靠，難以規(guī)模化產(chǎn)生，或者就是只能在非常高的溫度（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。

    實驗中提到的 GaS 晶體以及 2D 打印過程示意圖。

    電子工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)遇到了瓶頸。

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

    這就是為什么這種新的 2D 打印技術(shù)是如此重要。使用 2D 打印技術(shù)，研究人員能夠在同一表面上安置下數(shù)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，并且降低成本。

    這種新的工藝將帶來電子工業(yè)的下一個革命。

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

    這種方法還可以生產(chǎn)高柔性、可彎曲的材料，為柔性電子產(chǎn)品鋪平了道路。

    目前的工藝沒有一種能夠在大的表面積上制造原子級薄的半導體均勻表面，而后者對于芯片的工業(yè)規(guī)模制造是必須的。

    “我們的解決方案是使用金屬鎵和銦，它們具有低熔點。”Carey 說。

    “這些金屬在它們的表面上產(chǎn)生原子級薄的氧化物層，氧化層很自然地保護下面的金屬。我們在制造工藝中使用的就是這種薄氧化物。”

    “通過滾壓液態(tài)金屬，氧化物層可以轉(zhuǎn)移到電子晶片上，然后硫化。晶片的表面可以經(jīng)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(chuàng)造具有非常高增益和大規(guī)模制造可靠性的晶體管和光電探測器。”

    描述了這一新技術(shù)的論文“Wafer Scale Two Dimensional Semiconductors from Printed Oxide Skin of Liquid Metals”已經(jīng)在 Nature Communications 雜志上發(fā)表。

    DOI：10.1038/NCOMMS14482

    論文：使用液態(tài)金屬印刷氧化皮晶圓級二維半導體

    （原文發(fā)表于Nature）

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責任編輯：邢云輝

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