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无需半导体资料的电子器材面世

发布时间: 2024-10-31 03:23:19 |   作者: 新闻资讯

  美国麻省理工学院团队在电子制作范畴获得一项重要发展:他们运用全3D打印技能,制作出了不需要半导体资料的有源电子设备器材。这一突破性研讨宣布在新一期《虚拟与物理原型》杂志上,为将来的电子制作拓荒了新途径。

  横截面积改变的3D打印导电迹线在高电流效果下的行为示例。由多个串联几何图形组成的3D打印电路的光学图画(左),施加10mA(中)和50mA(右)电流时的电路热图画(a)。施加改变电流时,图3a中显现的3D打印电路不同部分的电阻随时刻的改变(b)。图片来自:《虚拟和物理原型》

  团队运用一般的3D打印机和本钱低价、可生物降解的资料,打印了这些无半导体器材。尽管这一些器材功能还不足以与传统半导体晶体管比较,但它们已能履行一些根本的操控使命,比方调理电动机的速度。这项新技能运用的能量较少,发生的废物也更少,不只下降了出产所带来的本钱,还减少了对环境的影响。

  试验进程中,团队发现掺杂铜纳米颗粒的聚合物细丝具有一种特别的现象:当通过大电流时,资料会表现出明显的电阻添加;而一旦中止供电,其电阻又敏捷康复到初始状况。这种特性使该资料可被用作开关元件,类似于半导体中的晶体管。团队尝试了多种不同掺杂物(包含碳、碳纳米管以及石墨烯)的聚合物细丝,但只要含铜纳米颗粒的细丝展示出了自复位才能。

  基于此现状,团队以为,电流导致的热效应或使铜粒子分散开来,添加了电阻;而在冷却后,铜粒子重新聚集,电阻随之下降。此外,聚合物基质从结晶态转变为非晶态再转回的进程,也可能对电阻的改变有所奉献。

  运用这一原理,团队开宣布一种新式逻辑门,它由铜掺杂聚合物制成的细丝构成,可以终究靠调整输入电压来操控电阻改变。