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美国芝加哥大学和阿贡实验室开发更简便的纳米制造技术

2017-08-03 276浏览 标签: 纳米制造技术

2017年7月27日,芝加哥大学和阿贡国家实验室科学家们发现了一种新的方法来精确地图案化纳米材料,为下一代日常电子设备开辟新的途径。这项新研究可以使材料轻而易举的使用在LED显示屏、移动电话、光电探测器和太阳能电池上。虽然纳米材料对未来的器件非常具有前景,但是将其构建成复杂结构的方法却受到限制,并处于小规模化。

芝加哥大学化学教授、阿贡国家实验室纳米材料中心科学家Dmitri Talapin表示:“这是将量子点和许多其他纳米材料从概念验证实验转移到我们可以使用的真实技术所必须的一步,这真正扩大了我们的视野。”

现代计算的基础是称为晶体管的微小开关,通过光刻技术一次就创造了数十亿美元。使智能手机廉价且无所不在的这一工艺通过铺设图案化的“掩模”并用紫外线照射来从一层有机聚合物中雕刻出一个模板。在新材料沉积在顶部之后,聚合物模板被提起以露出图案。经过几轮这样的图案化后,就可在材料上构建微型晶体管。

但该方法有其局限性。只有少数材料可以这样图案化。其最初为硅材料而开发,随着硅电子产品逐渐走向终点,科学家们开始展望未来的材料。

其中一种途径是纳米材料—金属或半导体的微小晶体。在这个规模上,其可以具有独特而有用的性质,但是制造设备还难以实现。

称为DOLFIN的新技术使不同的纳米材料绕过聚合物模板所需的工艺而直接进入“墨水”。Talapin及其团队精心设计了单个颗粒的化学涂层。这些涂层与光线反应,因此如果通过图案化的掩模照射光线,光将直接将图案转移到纳米颗粒下层,并将其连接到有用的设备中。

芝加哥大学博士后,主要作者Yuanyuan Wang说:“我们发现图案的质量与使用最尖端技术所制备的图案相当。其可以用于各种材料,包括半导体、金属、氧化物或磁性材料,这些材料都是电子制造中常用的材料。”

该团队正在努力与芝加哥大学的Polsky创业与创新中心合作将DOLFIN技术商业化  。

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