新突破：《Science》杂志，纳米晶体墨水3D打印晶体管

南极熊幻想有一天，以后的电子产品，例如手机，都可以直接3D打印出来。

晶体管是现代微电子中最重要的半导体器件，具有能耗低、寿命长、可靠性高等诸多优点。但也正是因为如此，它的制造也非常复杂，需要专门的高温的高真空设备才能完成。不过现在，美国宾夕法尼亚大学(以下简称宾大)的工程师们相信，他们已经找到了一种新方法能够更好的制造出晶体管，就是使用含有纳米晶体的墨水将其3D打印出来。

这项研究是在宾大工程和应用科学学院教授Cherie Kagan等人的领导下完成的，起始于将构成晶体管的纳米晶体分散到不同的可打印液体中，从而制造出纳米晶体墨水。据南极熊了解，项目团队总共开发出了四种这样的墨水，分别是导体（银）、绝缘体（氧化铝）、半导体 （硒化镉），以及结合了掺杂剂的导体（银铟混合物）。虽然它们的性质不同，却都可以令控制设备传送正/负电荷。

在制成这些作为原材料的墨水后，科学家们通过专门的旋涂技术将它们印制到了以柔性塑料制成背景结构上。不过如果要进行大规模制造，使用专门的墨水3D打印机效果会更好。“这些墨水都是胶体，与普通2D打印机使用的墨水很相似，”Kagan解释说：“不过它们却具有所有制造晶体管需要的导电属性。”

此次的研究成功将这种墨水以特定图案实现了沉积，从而制造出了具有实际功能的晶体管，而这在之前从未实现过。“实验结果证明，晶体管的所有部分，包括金属层、绝热层、保温层、半导体层，甚至掺杂半导体都通过这种方法制成。”参与研究的韩国地质矿产研究所研究员Ji-Hyuk Choi表示。

另外，由于印制时需要的温度不高，所以在同一个柔性塑料结构上同时做出几个晶体管也是可以实现的。

“在低温下更大面积的制造晶体管一直都是一些技术和产品梦寐以求的，比如物联网、大面积柔性电子和可穿戴设备等。”Kagan表示：“虽然我们还没有开发出需要的全部技术，但由于这些材料是液体的，所以从理论上来说，利用它们进行3D打印是完全可行的。”

目前，研究团队已经将相关成果写成了论文，发表到了著名的《Science》杂志上。在一些专家看来，由于在未来，人类对电子产品的需求必定会猛增，所以这种方法是极具发展潜力的。

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