香港中文大學(xué)(中大)27日公布,中大物理系研究團(tuán)隊(duì)近日研發(fā)了一種全新的“萬能墨水”,配合單步激光直接寫入技術(shù),可以大大簡(jiǎn)化高性能芯片的生產(chǎn)過程。
生產(chǎn)高性能芯片的關(guān)鍵是掌握精準(zhǔn)工藝,以制作微米及納米等級(jí)的金屬結(jié)構(gòu)。由于技術(shù)要求十分高,導(dǎo)致制作成本高昂、過程繁瑣和費(fèi)時(shí)。中大物理系助理教授楊森率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)最近研發(fā)了一種全新的“萬能墨水”,配合單步激光直接寫入技術(shù),只需一些簡(jiǎn)單儀器便可掌握精準(zhǔn)工藝,制作高性能芯片,大大減低生產(chǎn)成本。相關(guān)研究論文已在《自然通訊》期刊發(fā)表,中大亦已為此項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)專利。
研究團(tuán)隊(duì)從基本的物理學(xué)原理出發(fā),找出嶄新的方法進(jìn)行高精度的材料沉積。他們將不同的金屬鹽溶液加入半導(dǎo)體納米顆粒溶膠,制成“萬能墨水”,再運(yùn)用光鑷技術(shù)和半導(dǎo)體光電子效應(yīng),透過激光引發(fā)化學(xué)還原反應(yīng),合成金屬納米顆粒。
研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過一番篩選及嘗試,發(fā)現(xiàn)中國(guó)傳統(tǒng)書法和水墨畫,以及鋼筆中所用的碳素墨水,當(dāng)中的碳納米顆粒具有很好的光還原性和微小的尺寸,是“萬能墨水”理想的半導(dǎo)體納米顆粒。
此項(xiàng)技術(shù)只需要簡(jiǎn)單設(shè)備,便可大規(guī)模推廣。由碳素墨水制成的“萬能墨水”成本低廉,并且可回收再用,大大減低對(duì)環(huán)境的污染。
楊森表示,這項(xiàng)新技術(shù)有兩大優(yōu)勢(shì),第一,可以用多種材料制作復(fù)雜的圖案,增加芯片的應(yīng)用范圍;第二,可以配合光學(xué)測(cè)量/量度儀器,以監(jiān)控金屬結(jié)構(gòu)在沉積過程的精確度和質(zhì)量,促進(jìn)未來的芯片工業(yè)發(fā)展,尤其是量子科技芯片生產(chǎn)方面。
研究團(tuán)隊(duì)表示,新技術(shù)同時(shí)帶來其他方面的應(yīng)用,例如修復(fù)電極、制作3D電路等。此外,基于其技術(shù)通用性,材料選擇將可更加多元化,有潛力在更多領(lǐng)域的工業(yè)上應(yīng)用。中大團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探討及發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)。(完)
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