研究人员利用胶态纳米晶体油墨印出晶体管

美国宾州大学(University of Pennsylvania)的研究人员开发出四种具有特性可调的纳米晶体油墨，能让研究人员调整其特性，用于打印出可用的晶体管图案。

在 一篇题为“利用胶态纳米晶体库建构电子组件”(Exploiting the colloidal nanocrystal library to construct electronic devices)的研究论文中，共同作者——宾州大学工程与应用科学系教授Cherie Kagan与Ji-Hyuk Choi描述如何利用胶态纳米晶体管的多样性来设计材料、接口与工艺，建构出采用基于溶液工艺的各种纳米晶体电子组件。


可调整的胶态纳米晶体油墨配方，用于制造出可打印的晶体管
Source：University of Pennsylvania

该油墨配方采用可调谐的胶态纳米晶体，包括金属银和半导电的硒化镉纳米晶体，实现高导电性与高迁移率的薄膜电极与场效应晶体管(FET)的通道层、形成高电介常数闸极绝缘层的氧化铝，以及可在沈积电极上整合铟供应的金属铟纳米晶体与银纳米晶体混合物，一直到(以低温掺杂扩散步骤)钝化和掺杂硒化镉纳米晶体信道层。

利用需要多个微影光罩的低温多步骤自旋涂覆过程，以及纳米晶体的专用表面处理，研究人员们在软性的塑料片上以21.7cm2v-1s-1的电迁移率生产场效晶体管。




晶体管制造过程经由微影光罩利用多步骤的自旋光阻剂涂层，以及具有光阻剂可移除步骤的胶态纳米晶体油墨
Source：University of Pennsylvania

研究人员相信，油墨的配方能与喷墨打印机共同使用，在广泛的材料上打印出晶体管与电路，包括大型的软性超薄基板或穿戴式应用。

未来，他们认为这种配方也可能成为3D打印工艺的一部份，为大量复杂的3D对象加入多层电路。