突破！美科學家正探索用納米晶體墨水3D列印晶體管！

晶體管是現代微電子中最重要的半導體器件，具有能耗低、壽命長、可靠性高等諸多優點。但也正是因為如此，它的製造也非常複雜，需要專門的高溫的高真空設備才能完成。不過現在，美國賓夕法尼亞大學(以下簡稱賓大)的工程師們相信，他們已經找到了一種新方法能夠更好的製造出晶體管，就是使用含有納米晶體的墨水將其3D列印出來。

這項研究是在賓大工程和應用科學學院教授Cherie Kagan等人的領導下完成的，起始於將構成晶體管的納米晶體分散到不同的可列印液體中，從而製造出納米晶體墨水。據南極熊了解，項目團隊總共開發出了四種這樣的墨水，分別是導體（銀）、絕緣體（氧化鋁）、半導體 （硒化鎘），以及結合了摻雜劑的導體（銀銦混合物）。雖然它們的性質不同，卻都可以令控制設備傳送正/負電荷。

在製成這些作為原材料的墨水後，科學家們通過專門的旋塗技術將它們印製到了以柔性塑料製成背景結構上。不過如果要進行大規模製造，使用專門的墨水3D印表機效果會更好。「這些墨水都是膠體，與普通2D印表機使用的墨水很相似，」Kagan解釋說：「不過它們卻具有所有製造晶體管需要的導電屬性。」

此次的研究成功將這種墨水以特定圖案實現了沉積，從而製造出了具有實際功能的晶體管，而這在之前從未實現過。「實驗結果證明，晶體管的所有部分，包括金屬層、絕熱層、保溫層、半導體層，甚至摻雜半導體都通過這種方法製成。」參與研究的韓國地質礦產研究所研究員Ji-Hyuk Choi表示。

另外，由於印製時需要的溫度不高，所以在同一個柔性塑料結構上同時做出幾個晶體管也是可以實現的。

「在低溫下更大面積的製造晶體管一直都是一些技術和產品夢寐以求的，比如物聯網、大面積柔性電子和可穿戴設備等。」Kagan表示：「雖然我們還沒有開發出需要的全部技術，但由於這些材料是液體的，所以從理論上來說，利用它們進行3D列印是完全可行的。」

目前，研究團隊已經將相關成果寫成了論文，發表到了著名的《Science》雜誌上。在一些專家看來，由於在未來，人類對電子產品的需求必定會猛增，所以這種方法是極具發展潛力的。

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