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[信息] 奈米元件技术整合

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发表于 2008-12-6 03:26:18 | 显示全部楼层

奈米元件技术整合

奈米元件技术整合
  
  分子尺寸的製造技术,迈向碳製的电子商品。
  
  撰文∕明克尔(JR Minkel)
  
  由纤细的奈米碳管(一种10-9公尺细的碳製网状圆筒),到电子装置的革命,这中间可走了很长的一段路。做为下一代的电子装置,奈米材料的微小尺寸是相当吸引人的特点,但也使得集体操控它们变得极富挑战性。这个领域的研究人员希望可以利用现有的製造技术来生产商品。2005年,奈米元件及传统製造技术的整合上有好几项进展。除此之外,还出了一份报告,是规范奈米材料的草桉。
  2005年5月,摩托罗拉的物理科学研究实验室发表了一款高解析电视萤幕的雏形,它不用阴极射线管,而是用一片涂佈着奈米碳管刷阵列的玻璃。奈米碳管在1200℃以下,通常不会长成精确的阵列;但是摩托罗拉的杰斯基和同事设计出一种金属催化剂,可以将需要的温度降到几百度,足以在一般沉积硅薄膜的烤炉裡製作。其他的公司也做出了奈米碳管萤幕,但是他们的碳管是紊乱地悬浮在玻璃状物质裡。这种玻璃状物质做成的萤幕,解析度较低,而且额外的滤镜也让它结构较为複杂。
  在可挠曲聚合物元件所印製的显示器裡(所谓的可挠曲电子装置),奈米碳管也扮演重要的角色。许多研究小组将奈米碳管与聚合物溷合,以增加材料的导电性。2004年夏天,杜邦核心研究与发展中心的团队使用现有的技术,发表了第一个以这种聚合物印製的大片薄板。这种称为热印刷的技术,使用雷射将聚合物与基板融合,就像烫衣服一样。2005年这个团队以聚合物在同一个表面上印製出导体、半导体以及介电质。
  有个更困难的问题,就是如何以奈米碳管阵列做出更複杂的装置。苏黎士瑞士联邦理工学院的纳尔逊对悬浮的碳管施加一般标准的二维电场,将成千上百的多层奈米碳管在微小的电极间排列整齐。然后他将奈米碳管的顶层烧掉、从中央断开、或是加以拉扯,做出以电流控制的射极,旋转制动器以及线性伸缩制动器。这种装置的阵列可以用在耐用的化学侦测计,或是自行聚焦的发光装置。
  更大的挑战是以奈米碳管或是其他奈米导线做出精确的电子电路。现在的晶片製造商只是蚀刻出想要的图桉,惠普实验室的研究人员则是首度建议以交叉的奈米导线做出奈米电路的几个小组之一。这些交叉的奈米导线(或是交叉杆阵列)能够以低成本的化学方式自行组装,以电启动其中的一些接点后,即可组织出电路。同一批研究人员最近使用这种奈米导线交叉杆阵列,做出了模拟的晶片。他们发现只要有足够的候补位元,就可以克服交叉杆的高缺陷率,将晶片可容纳的元件数量提高上百倍。
  最近几年,在政策上的主要问题是,这些比起较大的粒子更容易穿透进入细胞的奈米材料,该不该以及如何规范。2004年夏天,英国的皇家学会及皇家工程学院面对这些忧虑,在研究大量製造的几类奈米材料12个月之后,结论指出这些材料应该和现有英国或欧盟对新型化学材料的规范一致,并且建议立刻开始毒性方面的研究。(张明哲 译)
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