香港中文大學(中大)10月27日公布,中大物理系研究團隊近日研發了一種全新的「萬能墨水」,配合單步雷射直接寫入技術,可以大大簡化高性能晶片的生產過程。
生產高性能晶片的關鍵是掌握精準工藝,以製作微米及納米等級的金屬結構。由於技術要求十分高,導致製作成本高昂、過程繁瑣和費時。中大物理系助理教授楊森率領的研究團隊最近研發了一種全新的「萬能墨水」,配合單步雷射直接寫入技術,只需一些簡單儀器便可掌握精準工藝,製作高性能晶片,大大減低生產成本。相關研究論文已在《自然通訊》期刊發表,中大亦已為此項技術申請專利。
研究團隊從基本的物理學原理出發,找出嶄新的方法進行高精度的材料沉積。他們將不同的金屬鹽溶液加入半導體納米顆粒溶膠,製成「萬能墨水」,再運用光鑷技術和半導體光電子效應,透過雷射引發化學還原反應,合成金屬納米顆粒。
研究團隊經過一番篩選及嘗試,發現中國傳統書法和水墨畫,以及鋼筆中所用的碳素墨水,當中的碳納米顆粒具有很好的光還原性和微小的尺寸,是「萬能墨水」理想的半導體納米顆粒。
此項技術只需要簡單設備,便可大規模推廣。由碳素墨水製成的「萬能墨水」成本低廉,並且可回收再用,大大減低對環境的汙染。
楊森表示,這項新技術有兩大優勢,第一,可以用多種材料製作複雜的圖案,增加晶片的應用範圍;第二,可以配合光學測量/量度儀器,以監控金屬結構在沉積過程的精確度和質量,促進未來的晶片工業發展,尤其是量子科技晶片生產方面。
研究團隊表示,新技術同時帶來其他方面的應用,例如修復電極、製作3D電路等。此外,基於其技術通用性,材料選擇將可更加多元化,有潛力在更多領域的工業上應用。中大團隊將繼續探討及發展此項技術。