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无需半导体材料的电子器件问世
http://www.CRNTT.com   2024-10-23 14:33:23


  中评社北京10月23日电/据科技日报报导,美国麻省理工学院团队在电子制造领域取得一项重要进展:他们利用全3D打印技术,制作出了不需要半导体材料的有源电子设备器件。这一突破性研究发表在新一期《虚拟与物理原型》杂志上,为将来的电子制造开辟了新途径。

  团队使用普通的3D打印机和成本低廉、可生物降解的材料,打印了这些无半导体器件。虽然这些器件性能还不足以与传统半导体晶体管相比,但它们已能执行一些基本的控制任务,比如调节电动机的速度。这项新技术使用的能量较少,产生的废物也更少,不仅降低了生产成本,还减少了对环境的影响。

  实验过程中,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,材料会表现出显着的电阻增加;而一旦停止供电,其电阻又迅速恢复到初始状态。这种特性使该材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(包括碳、碳纳米管以及石墨烯)的聚合物细丝,但只有含铜纳米颗粒的细丝展现出了自复位能力。

  基于这种现象,团队认为,电流导致的热效应或使铜粒子扩散开来,增加了电阻;而在冷却后,铜粒子重新聚集,电阻随之降低。此外,聚合物基质从结晶态转变为非晶态再转回的过程,也可能对电阻的变化有所贡献。

  利用这一原理,团队开发出一种新型逻辑门,它由铜掺杂聚合物制成的细丝构成,可以通过调整输入电压来控制电阻变化。 


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