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港中大团队研发“万能墨水”配合激光写入技术 简化高性能芯片生产过程
2020-10-29 中国新闻网

  中新社香港10月27日电 (记者 韩星童) 香港中文大学(中大)27日公布,中大物理系研究团队近日研发了一种全新的“万能墨水”,配合单步激光直接写入技术,可以大大简化高性能芯片的生产过程。

  生产高性能芯片的关键是掌握精准工艺,以制作微米及纳米等级的金属结构。由于技术要求十分高,导致制作成本高昂、过程繁琐和费时。中大物理系助理教授杨森率领的研究团队最近研发了一种全新的“万能墨水”,配合单步激光直接写入技术,只需一些简单仪器便可掌握精准工艺,制作高性能芯片,大大减低生产成本。相关研究论文已在《自然通讯》期刊发表,中大亦已为此项技术申请专利。

  研究团队从基本的物理学原理出发,找出崭新的方法进行高精度的材料沉积。他们将不同的金属盐溶液加入半导体纳米颗粒溶胶,制成“万能墨水”,再运用光镊技术和半导体光电子效应,透过激光引发化学还原反应,合成金属纳米颗粒。

  研究团队经过一番筛选及尝试,发现中国传统书法和水墨画,以及钢笔中所用的碳素墨水,当中的碳纳米颗粒具有很好的光还原性和微小的尺寸,是“万能墨水”理想的半导体纳米颗粒。

  此项技术只需要简单设备,便可大规模推广。由碳素墨水制成的“万能墨水”成本低廉,并且可回收再用,大大减低对环境的污染。

  杨森表示,这项新技术有两大优势,第一,可以用多种材料制作复杂的图案,增加芯片的应用范围;第二,可以配合光学测量/量度仪器,以监控金属结构在沉积过程的精确度和质量,促进未来的芯片工业发展,尤其是量子科技芯片生产方面。

  研究团队表示,新技术同时带来其他方面的应用,例如修复电极、制作3D电路等。此外,基于其技术通用性,材料选择将可更加多元化,有潜力在更多领域的工业上应用。中大团队将继续探讨及发展此项技术。

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