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发布日期：2024-12-18 08:20 点击次数：173
（原标题：无用光刻机，也能坐褥芯片？）
要是您但愿不错频繁碰面，接待标星储藏哦~
开始：实践编译自IEEE，谢谢。
愚弄液态金属，科学家们发明了一种制造自拼装电子家具的新标准。计议东谈主员愚弄包括纳米级到微米级晶体管和二极管在内的原型，默示他们的计议可能有助于大大简化电子家具的坐褥。
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程学评释马丁·索默示，现存的芯片制造技能需要好多法子，而况依赖于极其复杂的技能，这使得制形成本腾贵且耗时。
因此，几十年来，科学家一直在寻求斥地自拼装电子家具。“自拼装是当然界的默许标准——大脑等于自拼装的，”Thuo 说。通过幸免使用先进的制造器用，自拼装“缩小了制造所需的老本投资和磨练有素的东谈主力水平。”他说，多法子经由，举例场效应晶体管的制造，不错一步完成。
自拼装之路漫漫
先前的计议探索了自拼装的多种路线，比如尝试用分子构树立计机或使用DNA 或其他化合物来拼装组件。
Thuo 默示，这些标准面对的两个要道问题是谨防期凌物渗透最终家具和构建多个限制的组件。为了克服这些挑战，Thuo 和他的共事组建了一个跨学科团队。他默示，由此产生的化学、材料科学、流体能源学和电气工程方面的专科常识“让咱们脱颖而出”。
他们斥地的技能从液态金属颗粒启动，举例菲尔德金属，它是铟、铋和锡的合金，在 62 摄氏度的暖和温度下呈液态。这些好像 2 微米宽的颗粒被放手在硅橡胶模具的一侧，计议东谈主员不错将其制成任何图案或尺寸。
科学家们接下来倒入醋溶液，从颗粒名义网罗金属离子。在模具里面，溶液中含有离子的分子（称为配体）会自行拼装成三维结构，而溶液中的液体部分则启动挥发，使三维结构越来越紧密地堆积在沿途。跟着液体变干，模具有助于这些结构形成可预计的对称阵列。
计议东谈主员随后移除模具，将阵列加热至 600 摄氏度，剖析配体分子并开释碳和氧原子。氧与金属离子相互作用形成半导体金属氧化物，而碳原子则形成石墨烯片。
愚弄这项新技能，科学家们制作出了 44 纳米至 1 微米宽的导线，以及纳米级至微米级大小的晶体管和二极管。（晶体管是使用硅衬底看成器件的栅极，并将金电极流畅到半导体导线上而制成的。二极管是愚弄导线中自然的不合称电导而制成的。）最终，他们不错生成毫米到厘米宽的图案，“因此可扩张性不是挑战，”Thuo 说。
计议东谈主员不错通过限度溶液中使用的液体种类、模具尺寸和溶液挥发速度来限度半导体结构的特点。此外，液态金属颗粒中的铋使所得阵列对光有反应，这意味着这项新技能不错匡助制造光电培育。
自拼装的用途
“自拼装电子家具一直是咱们的恒久梦念念，因为它们有望简化制造经由和关联成本，以恬逸对更复杂电子家具日益增长的需求，”荷兰特温特大学光电子羼杂材料评释Chris Nijhuis默示，他莫得参与这项计议。“当今看到这种倡导被用于从超冷液态金属启动自拼装电子和光学活性培育，真实令东谈主惊怖。”
Thuo 默示，这项新技能的首个应用鸿沟可能是微机电系统 ( MEMS ) 和关联传感器。“咱们但愿将这种标准用于制造一些预计到但尚未生意化的晶体管架构，如BiSFET 双层伪自旋场效应晶体管，其中界面和 2D 材料起着紧迫作用……望望这些倡导能否在自得当电路、多功能以致3-D 电子家具中获取进一步发展，将会十分真谛。”
“此外，这种以如斯精良的限度步地制造导线的新战略可能对难以形成互连的应用十分紧迫，”Nijhuis 说谈。他教诲说，使用这种新技能制造结构所需的高温可能会截止其潜在应用，但“仍有翻新的空间”。
愚弄液态金属，科学家们发明了一种制造自拼装电子家具的新标准。计议东谈主员愚弄包括纳米级到微米级晶体管和二极管在内的原型，默示他们的计议可能有助于大大简化电子家具的坐褥。
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程学评释马丁·索默示，现存的芯片制造技能需要好多法子，而况依赖于极其复杂的技能，这使得制形成本腾贵且耗时。
因此，几十年来，科学家一直在寻求斥地自拼装电子家具。“自拼装是当然界的默许标准——大脑等于自拼装的，”Thuo 说。通过幸免使用先进的制造器用，自拼装“缩小了制造所需的老本投资和磨练有素的东谈主力水平。”他说，多法子经由，举例场效应晶体管的制造，不错一步完成。
自拼装之路漫漫
先前的计议探索了自拼装的多种路线，比如尝试用分子构树立计机或使用DNA 或其他化合物来拼装组件。
Thuo 默示，这些标准面对的两个要道问题是谨防期凌物渗透最终家具和构建多个限制的组件。为了克服这些挑战，Thuo 和他的共事组建了一个跨学科团队。他默示，由此产生的化学、材料科学、流体能源学和电气工程方面的专科常识“让咱们脱颖而出”。
他们斥地的技能从液态金属颗粒启动，举例菲尔德金属，它是铟、铋和锡的合金，在 62 摄氏度的暖和温度下呈液态。这些好像 2 微米宽的颗粒被放手在硅橡胶模具的一侧，计议东谈主员不错将其制成任何图案或尺寸。
科学家们接下来倒入醋溶液，从颗粒名义网罗金属离子。在模具里面，溶液中含有离子的分子（称为配体）会自行拼装成三维结构，而溶液中的液体部分则启动挥发，使三维结构越来越紧密地堆积在沿途。跟着液体变干，模具有助于这些结构形成可预计的对称阵列。
计议东谈主员随后移除模具，将阵列加热至 600 摄氏度，剖析配体分子并开释碳和氧原子。氧与金属离子相互作用形成半导体金属氧化物，而碳原子则形成石墨烯片。
愚弄这项新技能，科学家们制作出了 44 纳米至 1 微米宽的导线，以及纳米级至微米级大小的晶体管和二极管。（晶体管是使用硅衬底看成器件的栅极，并将金电极流畅到半导体导线上而制成的。二极管是愚弄导线中自然的不合称电导而制成的。）最终，他们不错生成毫米到厘米宽的图案，“因此可扩张性不是挑战，”Thuo 说。
计议东谈主员不错通过限度溶液中使用的液体种类、模具尺寸和溶液挥发速度来限度半导体结构的特点。此外，液态金属颗粒中的铋使所得阵列对光有反应，这意味着这项新技能不错匡助制造光电培育。
自拼装的用途
“自拼装电子家具一直是咱们的恒久梦念念，因为它们有望简化制造经由和关联成本，以恬逸对更复杂电子家具日益增长的需求，”荷兰特温特大学光电子羼杂材料评释Chris Nijhuis默示，他莫得参与这项计议。“当今看到这种倡导被用于从超冷液态金属启动自拼装电子和光学活性培育，真实令东谈主惊怖。”
Thuo 默示，这项新技能的首个应用鸿沟可能是微机电系统 ( MEMS ) 和关联传感器。“咱们但愿将这种标准用于制造一些预计到但尚未生意化的晶体管架构，如BiSFET 双层伪自旋场效应晶体管，其中界面和 2D 材料起着紧迫作用……望望这些倡导能否在自得当电路、多功能以致3-D 电子家具中获取进一步发展，将会十分真谛。”
“此外，这种以如斯精良的限度步地制造导线的新战略可能对难以形成互连的应用十分紧迫，”Nijhuis 说谈。他教诲说，使用这种新技能制造结构所需的高温可能会截止其潜在应用，但“仍有翻新的空间”。
科学家们刻下正在斥地一家初创公司，以激动他们的职责上前发展。此外，Thuo 指出，他和他的共事是好意思国国度科学基金会创新团项规画一部分，该技俩旨在匡助他们斗争工业界。“自拼装经由很容易得当，但它们需要与特定需求保捏一致，”Thuo 说。“这等于咱们与半导体公司交谈的原因。”
https://spectrum.ieee.org/self-assembly
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