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可降解芯片研制成功-【新闻】

发布时间:2021-05-24 07:10:34 阅读: 来源:端子机厂家

可降解芯片研制成功

用镓制成的电子元件被放置在纳米纤维素制成的支撑层上,这种纤维素的原材料是木材。

北京时间7月15日上午消息,美国威斯康星大学的研究人员发明了一种用木材中提取的材料制作的可降解芯片,其性能与无线电通讯行业常用的芯片相同。

研究人员表示,这种新的芯片有助于解决日益严峻的电子垃圾污染问题,其中部分垃圾还包含有毒物质。他们从木材中提取出一种名为纳米纤维素纸的透明材料,可以取代塑料,成为柔性电子元件的载体。

在传统的芯片制造行业,晶体管等电子元件都要在坚硬的晶圆表面制作,而这些晶圆则是由硅等半导体材料制作的。而威斯康星大学电气和电脑工程教授马振强(Zhenqiang Ma,音译)也利用类似的方法来制作电子元件,但他使用了一个橡皮图章将电子元件从晶圆中取出,并将其转移到一个由纳米纤维素制成的新载体上。这样最多可将半导体材料的使用量减少为原来1/5000,但却不会牺牲性能。

在最近的两次验证试验中,马振强和他的同事证明,他们可以使用纳米纤维素作为射频电路的支撑层,而性能与智能手机和平板电脑中常用的射频电路相似。他们还证明,常见的菌类即可降解这些芯片。

当今的芯片所使用的绝大多数半导体材料都用来制作支撑层,而真正起作用的电子元件仅占其中的一小部分。马振强表示,这是一种巨大的浪费,而且会导致废弃的电子设备产生严重污染。

将木纤维分解至纳米级就可以制作出纳米纤维素。最近几年,研究人员已经证明这种材料可以成为各种电子设备的可行支撑材料,包括太阳能电池。然而,马振强的这些实验却率先证明,这种材料的特性使之可以用于高效、高性能的射频电路。

马振强表示,这种芯片已经做好了商业化的准备。而美国伊利诺伊大学香槟分校材料科学教授约翰罗杰斯(John Rogers)也表示,马振强及其同事使用技术在电子行业已经比较成熟。罗杰斯为马振强的团队开发了一种方法,帮助他们将少量的半导体材料从大晶圆转移到纳米纤维素载体。

罗杰斯表示,军方对这种可以快速分解的电子产品很感兴趣,因为这样便可避免敏感电子设备落入敌人之手。但该研究最重要的意义还在于环保领域:各类无线通讯设备都在快速增加,而且丝毫没有放缓的迹象。人们升级设备的速度也在加快,通常会将过时的产品直接丢弃。如何应对废弃电子设备产生的污染,已经成为人们不得不面对的严峻问题。

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