香港中文大學物理系助理教授楊森率領研究團隊,研發了一種「萬能墨水」。它配合單步激光直接寫入技術後,便只需簡單儀器就可製作高性能晶片,減低晶片的生產成本。中文大學已為技術申請專利,而研究論文已在《自然通訊》期刊發表。
中大物理系的研究團隊將不同的金屬鹽溶液加入半導體納米顆粒溶膠,製成「萬能墨水」,再運用光鑷技術和半導體光電子效應,透過激光引發化學還原反應,合成金屬納米顆粒。金屬納米顆粒會沉積在晶片基底。只耍改變激光的聚焦點,便可選擇金屬納米顆粒沉積位置;而墨水中的金屬成分亦可隨意調整,以配合不同晶片的應用。
研究團隊經過嘗試,發現中國傳統書法和水墨畫及鋼筆中所用的碳素墨水,當中的碳納米顆粒是「萬能墨水」理想的半導體納米顆粒。此項新技術只需要簡單設備便可大規模推廣。由於碳素墨水製成的「萬能墨水」成本低廉,並且可回收再用,所以可減低對環境的污染。
楊森教授指,新技術有兩大優勢,分別是可以用多種材料製作複雜的圖案,增加晶片的應用範圍、亦可以配合光學測量或量度儀器監控金屬結構在沉積過程的精確度和質量,促進未來的晶片工業發展,尤其是量子科技晶片生產方面。
新技術同時帶來其他方面的應用,例如修復電極、製作3D電路等。由於其技術通用性,材料選擇將可更多元化,有潛力在更多領域的工業上應用。中大團隊指將繼續探討及發展此項新技術。
圖為研發「萬能墨水」的研究團隊成員:楊森教授、研究生洪兆輝、陳一帆、本科生盧穎琪、訪問學者Kim Kafenda、前中大研究助理教授夏慷蔚。
圖為研究團隊的發現。發現指傳統書法及水墨畫使用的碳素墨水中的碳納米顆粒是「萬能墨水」最理想的原材料。
圖為用鉑金「萬能墨水」打印的中大校徽。
圖片展示運用不同金屬(鉑金和黃金)所打印的圖案。