波兰-中国团队设法获得了迄今为止对物理学家尚不明显的东西:晶体管不是由传统的半导体材料制成,而是由金属纳米颗粒制成。 这种晶体管要抗弯曲,防水和防火花,并且应像涂料一样使用。

晶体管通常用于日常设备中-例如,它们可以在集成电路或处理器中找到。 它们可以控制电荷的流动-例如,它们可以放大信号或充当开关。 到目前为止,晶体管的构造需要半导体材料,例如锗,硅,氮化镓,碳化硅。 半导体有所谓带结构-它们中具有导带,因此,电流不会像流过金属那样明显地流过它们。 并且电流可以被调制。

现在,团队由教授领导。 Bartosz Grzybowski(IPC PAS和韩国UNIST)和教授。 Yonga Yana(中国科学院大学)展示了如何用金属纳米粒子制造晶体管,更确切地说,是用附着有适当电荷的金纳米粒子制造晶体管。 结果出现在“自然电子学”(https://www.nature.com/articles/s41928-020-00527-z).

“我们证明您可以不使用传统的半导体,而是使用金属来制造晶体管和集成电路。 对于物理学家“微笑教授”来说,这还不是很明显。 Grzybowski。 他补充说,只要金属发生在纳米级,金属就可以像半导体一样运转-而不是借助所谓的库仑封锁,以及化学电子技术的成就-这是一个相对较新的知识领域。

“尽管材料是金属,但周围移动的离子会产生局部电场,并产生与半导体类似的效应。” Bartosz Grzybowski。

这位科学家解释说,这种解决方案可能为晶体管应用开辟新的可能性。 由传统半导体制成的晶体管不能抗弯曲,防潮或抗放电,它们必须在真空中施加到表面上,并且半导体本身必须在高温下结晶(例如,在切克劳斯基工艺中)。

“而且我们的晶体管可以弯曲并且会很好。 浸入潮湿的环境中或经受强烈的放电,它会继续工作,因为水分对它有利,而火花不会对其造成伤害。 它真的很难分解”-相信教授。 Grzybowski。

他补充说,制造晶体管的金纳米颗粒可溶于水和酒精。 研究人员笑着说:“有一天我甚至想称它为伏特加电子产品。”

他解释说,施加层很简单:将纳米颗粒与混合物混合后倒在表面上。 溶剂蒸发,纳米颗粒的薄层粘附在表面上。 构造晶体管看起来有点像用油漆绘画。 为此不需要真空或高温。

化学家指出,这样的解决方案可能不会取代计算机中的传统半导体处理器,但是在某些应用中,它可能是普通电子产品的有趣替代品。 新型晶体管可用于例如水下或腐蚀性环境中。 科学家说,此外,也许这些系统可以用作某些化学物质的传感器。 他认为:“这种纳米粒子在溶液中可以检测有毒物质并将其转化为电信号。”

在早期的工作中 科学进步 科学家们展示了如何从相同的带电的金纳米粒子创建逻辑电路-他们构造了无线电。 纳米粒子在那里起作用作为天线的一种将电信号转换成声音的元件。 现在,他们进一步迈出了一步,展示了如何用金纳米颗粒制造晶体管和集成电路。

当被问及金纳米粒子是否太昂贵时,他说:“我们在晶体管中需要的层数微米厚。 这意味着几克黄金可能足以让我们为整个公寓涂漆。”

他解释说,可能可以使用其他金属的纳米颗粒构造晶体管,但是金纳米颗粒是耐用且无毒的。 而且他的团队已经为他们工作了十多年(去年,Grzybowski教授的团队展示了 自然纳米技术带电的金纳米颗粒-与晶体管的体系结构略有不同-可能对选择性对抗癌细胞有用)。

他总结说:“我们展示了如何转变我们多年来一直在努力的金纳米颗粒,以制造不基于半导体而是基于金属的电子产品,并使电子产品不受各种敌对刺激的影响。”

PAP-波兰科学,Ludwika Tomala

资料和照片: 波兰科学


完全为聪明而疯狂。 如果出现新的东西,则必须将其移交给测试。 他喜欢有效的解决方案,并且讨厌无用的小工具。 他的梦想是在波兰(以及后来的世界以及2025的火星)中建立最好的智能门户。

SmartMe波兰集团Smart Home

SmartMe波兰小组Xiaomi

SmartMe促销

相关文章

发表评论

您的电子邮件地址将不会被发表。 必须完成字段标记为* *

两×一=