AG九游会-无需半导体材料的电子器件问世—新闻—科学网

科技日报北京10月22日电（记者张梦然）美国麻省理工学院团队在电子制造范畴获得一项主要进展：他们操纵全3D打印手艺，建造出了不需要半导体材料的有源电子装备器件。这一冲破性研究颁发在新一期《虚拟与物理原型》杂志上，为未来的电子制造斥地了新路子。

横截面积转变的3D打印导电迹线在高电流感化下的行动示例。由多个串连几何图形构成的3D打印电路的光学图象（左），施加10mA（中）和50mA（右）电流时的电路热图象（a）。施加转变电流时，图3a中显示的3D打印电路分歧部门的电阻随时候的转变（b）。图片来历：《虚拟和物理原型》

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团队利用通俗的3D打印机和本钱低廉、可生物降解的材料，打印了这些无半导体器件。固然这些器件机能还不足以与传统半导体晶体管比拟，但它们已能履行一些根基的节制使命，好比调理电念头的速度。这项新手艺利用的能量较少，发生的废料也更少，不但下降了出产本钱，还削减了对情况的影响。

尝试进程中，团队发现搀杂铜纳米颗粒的聚合物细丝具有一种特殊的现象：当经由过程年夜电流时，材料会表示出显著的电阻增添；而一旦住手供电，其电阻又敏捷恢复到初始状况。这类特征使该材料可被用作开关元件，近似在半导体中的晶体管。团队测验考试了多种分歧搀杂物（包罗碳、碳纳米管和石墨烯）的聚合物细丝，但只有含铜纳米颗粒的细丝揭示出了自复位能力。

基在这类现象，团队认为，电流致使的热效应或使铜粒子分散开来，增添了电阻；而在冷却后，铜粒子从头堆积，电阻随之下降。另外，聚合物基质从结晶态改变为非晶态再转回的进程，也可能对电阻的转变有所进献。

操纵这一道理，团队开辟出一种新型逻辑门，它由铜搀杂聚合物制成的细丝组成，可以经由过程调剂输入电压来节制电阻转变。

另外，向聚合物细丝中添加其他功能性微粒，还可实现加倍复杂多样的利用。

这一功效展现了将来小型企业自立出产简单智能硬件的可能性。

逻辑门是数字逻辑电路根基单位，“或”“与”“非”“或非”“与非”，任何复杂的逻辑电路都可由这些逻辑门构成。晶体管可以实现对输出电流的开关节制，经由过程分歧电路设置装备摆设，实现多个逻辑门功能。此次，科研团队成功操纵全3D打印手艺，建造出了不需要半导体材料的有源电子装备组件。固然机能不足以媲美晶体管，但搀杂铜纳米颗粒的聚合物细丝已具有根基的节制功能，且这类材料本钱低、废料少，或能成为晶体管的“平替”。

（原题目：全3D打印手艺+可降解功能 无需半导体材料的电子器件问世）

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