密歇根大學(xué)化學(xué)副教授Stephen Maldonado領(lǐng)導(dǎo)的美國U-M團(tuán)隊發(fā)明了一種在室溫下使用由僅需幾美元組裝的設(shè)備同時合成和沉積晶體半導(dǎo)體膜的方法。這是一種更環(huán)保，更便宜的方法來制造單晶半導(dǎo)體薄膜，并使其成為所有電子產(chǎn)品的核心。無機半導(dǎo)體的單晶膜幾乎是所有電子產(chǎn)品的基石，包括智能手機，電腦和太陽能電池板。最快的集成電路具有由硅上的鍺膜組成的晶體管，但是這些材料通常僅在高溫下制備，而復(fù)雜的機械涉及有害氣體。
“我們的方法不需要過量的熱量，一切都在水溶液中完成，所以我們沒有使用任何有毒的前體，”馬爾多納多(音譯)說。“而我們這樣做并不改變材料的結(jié)晶度，這通常是權(quán)衡后的最佳做法。”要做到這一點馬爾多納多(音譯)和他的團(tuán)隊制作一個薄的液態(tài)金屬薄膜，并它放在一個與基板上連接的電源上。當(dāng)金屬膜通電時，該膜表面上的分子(如果與水接觸)可以還原成其對應(yīng)的元素。在這種情況下就會將溶解的氧化鍺單元轉(zhuǎn)化成溶解在液態(tài)金屬膜中的鍺原子。
“如果液態(tài)金屬膜足夠薄，則鍺原子將沉淀出來，但會在底部有選擇性的形成均勻的結(jié)晶膜。馬爾多納多(音譯)說。“最酷的事情是，我們正在采取一種氧化前體，就像你在自然界中所發(fā)現(xiàn)的一樣，在一個過程中，我們可以生產(chǎn)一種技術(shù)相關(guān)的薄膜，它就是一個大型的連續(xù)晶體。”
馬爾多納多(音譯)說他的團(tuán)隊的下一步將用硅來重復(fù)這個過程。化學(xué)過程更加微妙，但原理是一樣的。最終沒有復(fù)雜的機械和高溫，馬爾多納多的過程可以提供更便宜，更環(huán)保的方式來生產(chǎn)半導(dǎo)體。
馬爾多納多說：“這就是地球上每個人都不能獲得先進(jìn)的電子產(chǎn)品的原因。制造高性能半導(dǎo)體器件需要大量的基礎(chǔ)設(shè)施，這個過程中就其關(guān)鍵要素而言，我們現(xiàn)在談?wù)摰氖悄憧梢栽赗adioShack得到的東西，你不需要高溫，也不需要精心制作的機器，你只需要一個手段來繪制和測量一個現(xiàn)在的電子產(chǎn)品，但是你可以用20美元把它們組裝在一起。這項工作是邁向半導(dǎo)體制造業(yè)的重要一步，任何人都可以在任何地方經(jīng)營”。
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