发布日期：2024-12-20 06:43 点击次数：194
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起首：本体编译自IEEE，谢谢。
哄骗液态金属，科学家们发明了一种制造自拼装电子家具的新步履。盘考东谈主员哄骗包括纳米级到微米级晶体管和二极管在内的原型，暗示他们的盘考可能有助于大大简化电子家具的坐蓐。
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程学教师马丁·索暗示，现存的芯片制造期间需要许多门径，况兼依赖于极其复杂的期间，这使得制变成本精湛且耗时。
因此，几十年来，科学家一直在寻求拓荒自拼装电子家具。“自拼装是当然界的默许步履——大脑等于自拼装的，”Thuo 说。通过幸免使用先进的制造器具，自拼装“缩短了制造所需的成本投资和磨练有素的东谈主力水平。”他说，多门径经由，举例场效应晶体管的制造，不错一步完成。
自拼装之路漫漫
先前的盘考探索了自拼装的多种阶梯，比如尝试用分子构建策画机或使用DNA 或其他化合物来拼装组件。
Thuo 暗示，这些步履濒临的两个要害问题是退避混浊物浸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。他暗示，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”。
他们拓荒的期间从液态金属颗粒驱动，举例菲尔德金属，它是铟、铋和锡的合金，在 62 摄氏度的和善温度下呈液态。这些约略 2 微米宽的颗粒被放手在硅橡胶模具的一侧，盘考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，从颗粒名义会聚金属离子。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驱动挥发，使三维结构越来越紧密地堆积在一谈。跟着液体变干，模具有助于这些结构形成可展望的对称阵列。
盘考东谈主员随后移除模具，将阵列加热至 600 摄氏度，理解配体分子并开释碳和氧原子。氧与金属离子互相作用形成半导体金属氧化物，而碳原子则形成石墨烯片。
哄骗这项新期间，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行为器件的栅极，并将金电极聚首到半导体导线上而制成的。二极管是哄骗导线中自然的分裂称电导而制成的。）最终，他们不错生成毫米到厘米宽的图案，“因此可膨胀性不是挑战，”Thuo 说。
盘考东谈主员不错通过箝制溶液中使用的液体种类、模具尺寸和溶液挥发速度来箝制半导体结构的特点。此外，液态金属颗粒中的铋使所得阵列对光有反应，这意味着这项新期间不错匡助制造光电缔造。
自拼装的用途
“自拼装电子家具一直是咱们的遥远梦念念，因为它们有望简化制造经由和关联成本，以知足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夹杂材料教师Chris Nijhuis暗示裸舞，他莫得参与这项盘考。“咫尺看到这种观念被用于从超冷液态金属驱动自拼装电子和光学活性缔造，的确令东谈主畏缩。”
Thuo 暗示，这项新期间的首个应用边界可能是微机电系统 ( MEMS ) 和关联传感器。“咱们但愿将这种步履用于制造一些展望到但尚未交易化的晶体管架构，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……望望这些观念能否在自稳健电路、多功能以致3-D 电子家具中获取进一步发展，将会格外意旨。”
“此外，这种以如斯细巧的箝制式样制造导线的新战略可能对难以形成互连的应用格外紧迫，”Nijhuis 说谈。他劝诫说，使用这种新期间制造结构所需的高温可能会箝制其潜在应用，但“仍有矫正的空间”。
哄骗液态金属，科学家们发明了一种制造自拼装电子家具的新步履。盘考东谈主员哄骗包括纳米级到微米级晶体管和二极管在内的原型，暗示他们的盘考可能有助于大大简化电子家具的坐蓐。
北卡罗来纳州立大学材料科学与工程学教师马丁·索暗示，现存的芯片制造期间需要许多门径，况兼依赖于极其复杂的期间，这使得制变成本精湛且耗时。
因此，几十年来，科学家一直在寻求拓荒自拼装电子家具。“自拼装是当然界的默许步履——大脑等于自拼装的，”Thuo 说。通过幸免使用先进的制造器具，自拼装“缩短了制造所需的成本投资和磨练有素的东谈主力水平。”他说，多门径经由，举例场效应晶体管的制造，不错一步完成。
自拼装之路漫漫
先前的盘考探索了自拼装的多种阶梯，比如尝试用分子构建策画机或使用DNA 或其他化合物来拼装组件。
Thuo 暗示，这些步履濒临的两个要害问题是退避混浊物浸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。他暗示，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”。
他们拓荒的期间从液态金属颗粒驱动，举例菲尔德金属，它是铟、铋和锡的合金，在 62 摄氏度的和善温度下呈液态。这些约略 2 微米宽的颗粒被放手在硅橡胶模具的一侧，盘考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，从颗粒名义会聚金属离子。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驱动挥发，使三维结构越来越紧密地堆积在一谈。跟着液体变干，模具有助于这些结构形成可展望的对称阵列。
盘考东谈主员随后移除模具，将阵列加热至 600 摄氏度，理解配体分子并开释碳和氧原子。氧与金属离子互相作用形成半导体金属氧化物，而碳原子则形成石墨烯片。
哄骗这项新期间，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行为器件的栅极，并将金电极聚首到半导体导线上而制成的。二极管是哄骗导线中自然的分裂称电导而制成的。）最终，他们不错生成毫米到厘米宽的图案，“因此可膨胀性不是挑战，”Thuo 说。
盘考东谈主员不错通过箝制溶液中使用的液体种类、模具尺寸和溶液挥发速度来箝制半导体结构的特点。此外，液态金属颗粒中的铋使所得阵列对光有反应，这意味着这项新期间不错匡助制造光电缔造。
自拼装的用途
“自拼装电子家具一直是咱们的遥远梦念念，因为它们有望简化制造经由和关联成本，以知足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夹杂材料教师Chris Nijhuis暗示，他莫得参与这项盘考。“咫尺看到这种观念被用于从超冷液态金属驱动自拼装电子和光学活性缔造，的确令东谈主畏缩。”
Thuo 暗示，这项新期间的首个应用边界可能是微机电系统 ( MEMS ) 和关联传感器。“咱们但愿将这种步履用于制造一些展望到但尚未交易化的晶体管架构，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……望望这些观念能否在自稳健电路、多功能以致3-D 电子家具中获取进一步发展，将会格外意旨。”
“此外，这种以如斯细巧的箝制式样制造导线的新战略可能对难以形成互连的应用格外紧迫，”Nijhuis 说谈。他劝诫说，使用这种新期间制造结构所需的高温可能会箝制其潜在应用，但“仍有矫正的空间”。
科学家们咫尺正在拓荒一家初创公司，以鼓动他们的责任上前发展。此外，Thuo 指出，他和他的共事是好意思国国度科学基金会更正团项贪图一部分，该相貌旨在匡助他们战斗工业界。“自拼装经由很容易稳健，但它们需要与特定需求保合手一致，”Thuo 说。“这等于咱们与半导体公司交谈的原因。”
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