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港中大團隊研發“萬能墨水”配合激光寫入技術 簡化高性能芯片生產過程
2020-10-29 中國新聞網

  中新社香港10月27日電 (記者 韓星童) 香港中文大學(中大)27日公布,中大物理系研究團隊近日研發了一種全新的“萬能墨水”,配合單步激光直接寫入技術,可以大大簡化高性能芯片的生產過程。

  生產高性能芯片的關鍵是掌握精準工藝,以制作微米及納米等級的金屬結構。由于技術要求十分高,導致制作成本高昂、過程繁瑣和費時。中大物理系助理教授楊森率領的研究團隊最近研發了一種全新的“萬能墨水”,配合單步激光直接寫入技術,只需一些簡單儀器便可掌握精準工藝,制作高性能芯片,大大減低生產成本。相關研究論文已在《自然通訊》期刊發表,中大亦已為此項技術申請專利。

  研究團隊從基本的物理學原理出發,找出嶄新的方法進行高精度的材料沉積。他們將不同的金屬鹽溶液加入半導體納米顆粒溶膠,制成“萬能墨水”,再運用光鑷技術和半導體光電子效應,透過激光引發化學還原反應,合成金屬納米顆粒。

  研究團隊經過一番篩選及嘗試,發現中國傳統書法和水墨畫,以及鋼筆中所用的碳素墨水,當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”理想的半導體納米顆粒。

  此項技術只需要簡單設備,便可大規模推廣。由碳素墨水制成的“萬能墨水”成本低廉,并且可回收再用,大大減低對環境的污染。

  楊森表示,這項新技術有兩大優勢,第一,可以用多種材料制作復雜的圖案,增加芯片的應用范圍;第二,可以配合光學測量/量度儀器,以監控金屬結構在沉積過程的精確度和質量,促進未來的芯片工業發展,尤其是量子科技芯片生產方面。

  研究團隊表示,新技術同時帶來其他方面的應用,例如修復電極、制作3D電路等。此外,基于其技術通用性,材料選擇將可更加多元化,有潛力在更多領域的工業上應用。中大團隊將繼續探討及發展此項技術。

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