香港中文大學(xué)(中大)27日公布，中大物理系研究團(tuán)隊(duì)近日研發(fā)了一種全新的“萬(wàn)能墨水”，配合單步激光直接寫(xiě)入技術(shù)，可以大大簡(jiǎn)化高性能芯片的生產(chǎn)過(guò)程。

生產(chǎn)高性能芯片的關(guān)鍵是掌握精準(zhǔn)工藝，以制作微米及納米等級(jí)的金屬結(jié)構(gòu)。由于技術(shù)要求十分高，導(dǎo)致制作成本高昂、過(guò)程繁瑣和費(fèi)時(shí)。中大物理系助理教授楊森率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)最近研發(fā)了一種全新的“萬(wàn)能墨水”，配合單步激光直接寫(xiě)入技術(shù)，只需一些簡(jiǎn)單儀器便可掌握精準(zhǔn)工藝，制作高性能芯片，大大減低生產(chǎn)成本。相關(guān)研究論文已在《自然通訊》期刊發(fā)表，中大亦已為此項(xiàng)技術(shù)申請(qǐng)專(zhuān)利。

研究團(tuán)隊(duì)從基本的物理學(xué)原理出發(fā)，找出嶄新的方法進(jìn)行高精度的材料沉積。他們將不同的金屬鹽溶液加入半導(dǎo)體納米顆粒溶膠，制成“萬(wàn)能墨水”，再運(yùn)用光鑷技術(shù)和半導(dǎo)體光電子效應(yīng)，透過(guò)激光引發(fā)化學(xué)還原反應(yīng)，合成金屬納米顆粒。

研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)一番篩選及嘗試，發(fā)現(xiàn)中國(guó)傳統(tǒng)書(shū)法和水墨畫(huà)，以及鋼筆中所用的碳素墨水，當(dāng)中的碳納米顆粒具有很好的光還原性和微小的尺寸，是“萬(wàn)能墨水”理想的半導(dǎo)體納米顆粒。

此項(xiàng)技術(shù)只需要簡(jiǎn)單設(shè)備，便可大規(guī)模推廣。由碳素墨水制成的“萬(wàn)能墨水”成本低廉，并且可回收再用，大大減低對(duì)環(huán)境的污染。

楊森表示，這項(xiàng)新技術(shù)有兩大優(yōu)勢(shì)，第一，可以用多種材料制作復(fù)雜的圖案，增加芯片的應(yīng)用范圍；第二，可以配合光學(xué)測(cè)量/量度儀器，以監(jiān)控金屬結(jié)構(gòu)在沉積過(guò)程的精確度和質(zhì)量，促進(jìn)未來(lái)的芯片工業(yè)發(fā)展，尤其是量子科技芯片生產(chǎn)方面。

研究團(tuán)隊(duì)表示，新技術(shù)同時(shí)帶來(lái)其他方面的應(yīng)用，例如修復(fù)電極、制作3D電路等。此外，基于其技術(shù)通用性，材料選擇將可更加多元化，有潛力在更多領(lǐng)域的工業(yè)上應(yīng)用。中大團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)探討及發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)。(完)