不依赖现有芯片制作工艺电子元件轻轻松松完成自拼装

  科技日报北京12月5日电（记者张梦然）美国北卡罗来纳州立大学团队开发了一种立异的自拼装电子元件技能。这项技能能够创立二极管和晶体管，为未来自行拼装更杂乱的电子设备铺平了路途，而这全部都不依赖于传统的计算机芯片制作工艺。该研讨宣布在最新一期《资料视界》杂志上。

  由于触及多个进程和技能，当时的芯片制作的完好进程杂乱且本钱昂扬。但是，新的自拼装办法供给了一个更快、更经济的挑选。它不只简化了制作流程，还答应调整半导体资料的带隙，使其对光灵敏，然后可用来出产光电器材。

  这种新颖的自拼装技能称为定向金属配体（D-Met）反响。在试验中，团队运用了一种特别的菲尔德液态金属——由铟、铋和锡构成的合金颗粒。这些颗粒被放进模具后，他们将一种含有特定分子（称为配体，主要由碳和氧组成）的溶液倒在液态金属上。跟着溶液流过液态金属颗粒并进入模具，这些配领会从液态金属表面捕获离子，并依照特定的几许图画摆放这些离子。

  跟着溶液流入，离子开端构成更杂乱的三维结构。溶液经过逐步蒸腾，协助这些结构紧密结合并构成预期巨细。团队再移除模具，对其加热，以释放出碳和氧原子。接下来，金属离子与氧产生反响构成半导体金属氧化物，碳原子则构成了石墨烯薄片。终究，这些成分自发地安排成了一个有序的结构：半导体金属氧化物被石墨烯薄片包裹着。

  运用这一技能，团队成功制作出了纳米级和微米级的晶体管和二极管。由于在试验顶用到了铋元素，所以他们还能制作出光呼应结构，可经过光来调控半导体特性。

  D-Met技能的长处是能够大规模出产这些资料，还可准确操控半导体结构的构成。这项技能有望改造电子器材的制作方法，敞开一个更高效、更具灵活性的制作业未来。

  该研讨最有目共睹之处是其灵活性和可扩展性。经过调整溶液成分、模具设计及蒸腾速率，科学家能准确操控终究产品的特性。这预示着，未来人们能依据详细需求，定制化出产高性能电子组件。这很可能是电子工程范畴的一个重要里程碑，由于其不只推动了根底科学研讨的前进，也为工业运用带来全新视角和技能途径，从而改动出产和运用电子设备的方法。