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新纳米技术问世 纳米结构电子设

当前栏目:新闻|发布者:阿坚|来源:自动化网|发布时间:2020-08-24 01:22:01|阅读:

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氮被压入纳米线和环氧聚合物的混合物中,形成一个大气泡。在气泡膨胀的过程中,纳米线会向同一个方向排列。当气泡膨胀到足以接触两个硅片时,金属环被用来稳定气泡。当它与硅晶片接触时,带有纳米线的薄膜将被转移到硅晶片上,然后可以由覆盖有纳米线的硅晶片制造各种电子器件。

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网易科技新闻6月4日报道,哈佛大学和夏威夷大学的研究人员开发了一种校准纳米线和碳纳米管的简单方法,其准确度可以比目前的方法高100倍。这些研究人员还可以在各种材料的表面制作纳米线。这项技术进步可能会将基于纳米结构的电子器件带入大规模生产时代。

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这项技术源自塑料袋生产中使用的一些高强度生产方法。它可以通过在大型柔性显示屏上使用纳米线和碳纳米管来控制像素,并精确检测各种化学物质、病毒和各种疾病的生物标记。这项技术的研究结果已经在本周的《自然纳米技术日报》上发表。

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研究人员之前已经开发了基于纳米线和碳纳米管的小样品装置。但是哈佛大学的化学教授查尔斯·利布说,将研究成果从实验室转移到商业生产需要一种快速简单的方法在大平面上排列精细结构。他说:“因为不可能大规模地校准和组织精细结构,研究人员必须一个接一个地制造小芯片。这与经济生产是不一致的。”虽然之前的方法只能在大约1平方厘米的面积上排列纳米线,但是Lieb的新技术可以应用到几百平方厘米的面积上,并且通过使用该技术可以同时生产许多芯片。或者它可以用来安排大量的晶体管来控制显示屏上的像素。

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这项新技术包括通过将环氧聚合物与纳米线或碳纳米管混合来吹泡泡的过程。研究人员将混合物倒入带有小孔的环形表面,然后环氧聚合物和纳米线的混合物在表面形成一层薄膜。然后,研究人员通过这个小孔注入氮气,不断吹薄膜,直到它形成一个25厘米宽、50厘米高的气泡。在气泡扩大过程中,用金属环固定气泡;环氧聚合物将膨胀成厚度为200至500纳米的薄膜,其中纳米线或碳纳米管规则地排列在大致相同的方向。研究人员怀疑,可能是气泡变大时的表面张力使纳米线保持有序。

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合成薄膜也可以用其他表面代替,包括硅和软塑料。为了做到这一点,研究人员只需要用硅片或其他材料代替环氧聚合物,这样当气泡膨胀时,气泡表面就会挤压它们。

为了展示这项技术的应用,研究人员用硅片代替了薄膜,然后用常规技术将电子接触部分熔合在薄膜上。纳米线在电子接触部件之间建立起连接通道,成为晶体管的半导体通道。

利布说,早期应用可能包括对某些疾病的准确自我检测,如癌症、流感和性遗传疾病。例如,前列腺癌的蛋白质生物标记将在这个装置中与纳米线连接,改变纳米线的导电性和蛋白质的状态。利布说,纳米线的灵敏度比现有测试高三倍。因为纳米线可以通过产生电子信号直接检测蛋白质,所以结果可以立即获得,而且研究人员不必等待很长时间。此外,可以在同一芯片上同时轻松测试多种生物标志物。数百条纳米线可以用来精确检测癌症,每种化学物质都会发生变化,与特定的蛋白质发生反应。

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纳米线还可以用来打开和关闭柔性显示屏上的像素。传统的高速晶体管需要高温,这可能会熔化柔性显示器中使用的塑料材料。然而,纳米线无需高温也能达到同样的效果。

研究人员现在正在研究将纳米线更紧密地组装在一起的过程,这样这项技术就可以应用于除探测器和显示器之外的其他领域,比如记忆。然而,在这一过程用于生产之前,它仍然需要自动化,就像在塑料袋的大规模生产中使用的吹泡技术一样。利布说,这项技术将在一到两年内用于纳米设备的生产。


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