科学家“弹出式”制备微纳米半导体器件

2015年01月12日 来源： 新华网

    新华网华盛顿１月１１日电（记者林小春）见过一打开便有小房子或城堡立起来的那种立体书吧。受这种儿童玩具书的启发，中国、美国、韩国研究人员开发出一种特别简单的“弹出式”三维成型技术，可制备现有３Ｄ打印技术无法实现的微纳米半导体器件。

    这项成果发表在新一期美国《科学》杂志上。研究负责人之一、美国西北大学研究助理教授张一慧对新华社记者说，这种技术被称为“屈曲引导的三维成型技术”，相比现有３Ｄ打印技术有多种优势，“它不能完全取代现有３Ｄ打印技术，但可作为一个非常重要的补充”。

    这种技术的基本步骤是：先形成具有一定构型的平面结构，将其转移至一张已经拉伸的弹性基底上，通过表面化学处理把平面结构选择性地粘接于弹性基底，之后释放弹性基底的预拉伸，即可将未粘接于基底的平面结构弹出，形成三维结构。

    张一慧说，这种技术的优势一是快速成型；二是适用于各种类型的材料，包括半导体、金属、聚合物等；三是与现代化半导体产业的二维制备技术兼容，可成型非常复杂的三维结构，他们已实现４０多种三维结构，包括孔雀、花朵、桌子、篮子、帐篷和海星等；四是尺寸上没有明显的限制，目前已实现的最小厚度约为１００纳米，最大厚度约１毫米。这种技术的主要不足在于所能成型的三维结构仍具有一定的局限性，并不能形成所有给定的三维结构。

    相比之下，传统３Ｄ打印技术一层层叠加打印，不仅速度慢，适用的材料类型有限，如无法适用于高性能半导体结构，适用的三维结构也有限。

    他说，目前利用该技术成功制造的器件包括环形螺线管、双层三维线圈，将来会进一步用该方法成型其他半导体和金属等材质的高性能器件，用于生物医学、微机电系统、光子声子晶体、超材料、电子电路等领域。

    中国浙江大学、清华大学、华东理工大学、韩国汉阳大学及美国伊利诺伊大学的研究人员也参与了这项研究。