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美研究人员取得定向自组装半导体制程突破

本文摘要:美国国家标准与技术研究所(NIST)与IBM的研究人员研发了一种沟槽(trenching)技术,能被借以利用定向自装配(self-directedassembly)来打造出元件。 研究人员回应,金纳米粒子能看起来铲雪机那样运作,在磷化铟(indiumphosphide)或其他半导体材料层翻搅而过,构成纳米地下通道。

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美国国家标准与技术研究所(NIST)与IBM的研究人员研发了一种沟槽(trenching)技术,能被借以利用定向自装配(self-directedassembly)来打造出元件。  研究人员回应,金纳米粒子能看起来铲雪机那样运作,在磷化铟(indiumphosphide)或其他半导体材料层翻搅而过,构成纳米地下通道。

这种技术有望被用来在所谓的实验室单晶片(lab-on-a-chip)元件上统合雷射、感测器、波导(waveguides)与其他光学零组件,提供支援疾病诊断、检验实验性材料与药物、DNA检验等等。  金粒子的地下通道挖出能力是无意间被找到的,在一个因为污染物而告终的纳米线(nanowires)构成实验中;NIST化学研究员BabakNikoobakht回应:一开始我们十分沮丧,但是研究团队无心插柳,找到污染物是水。该实验的扫瞄电子显微镜影像表明,融合水汽的金纳米粒子造成了长长直直的纳米地下通道。

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  在磷化铟半导体的表面上构成的表面定向纳米地下通道电子显微镜影像;那些纳米地下通道是利用金催化剂汽态-液态-固态转印制程所构成,而其方位则是由沉积的金图形(pattern)所定义(来源:NIST)  研究团队接下来辨别出有构建该转印制程所需的化学机制与必要条件,选择性地在半导体表面填充物金并将之冷却;一旦冷却已完成,底层的磷化铟就不会带入金纳米粒子,构成金合金。他们接下来将冷却的水蒸汽引入系统,找到当水蒸汽温度超过摄氏440度以上时,不会构成长长的V型纳米地下通道;那些地下通道下方的直线路径,是由结晶半导体内的规律反复晶格所支配。

  研究人员也能将上述技术应用于磷化镓(galliumphosphide)与砷简化铟(indiumarsenide),这两种半导体材料也是归属于三五族;这类化合物半导体被借以制作LED,或是提供支援通讯、高速电子等应用于。Nikoobakht回应,他坚信这种转印制程经过调整之后,能被借以在矽等材料上制作地下通道图案。


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