突破量子 - 小点晶体管向一系列创新电子产品开门

时间：2021-10-24 17:52:04 来源：

通过存放金（AU）和铟（IN）触点，研究人员在同一基板上创建了两个关键类型的量子点晶体管，将门打开到一系列创新电子设备。

Quantum Dot逻辑电路为创新设备提供长寻求的构建块，包括可打印的电子设备，灵活的显示器和医疗诊断。

Los Alamos国家实验室的研究人员及加州大学的合作者，Irvine已经创建了一种称为量子点的微小结构的基本电子构建块，并用它们来组装功能逻辑电路。该创新应通过简单，基于解决方案的技术在化学实验室中制造的复杂电子设备提供更便宜和制造友好的方法，并为许多创新设备提供长寻求的组件。

“基于无毒量子点的电子设备的新方法的潜在应用包括可打印电路，柔性显示器，芯片诊断，可穿戴设备，医疗测试，智能植入物和生物素材，”Victor Klimov说：专门从事洛杉矶阿拉莫斯和铅作者的半导体纳米晶体的物理学家宣布2020年10月19日，新的结果，自然通信发出。

数十年来，微电子依赖于在特殊创建的洁净室环境中加工超高纯度硅。最近，硅基微电子由几种替代技术被挑战，其允许通过廉价，容易获得的化学技术在洁净室外制造复杂的电子电路。用化学方法制造的胶体半导体纳米颗粒在更少的严格环境中是一种这种新兴技术。由于它们的小尺寸和直接由量子力学控制的独特性质，这些颗粒被称为量子点。

胶体量子点由覆盖有机分子覆盖的半导体芯。由于这种杂交性质，它们将良好的传统半导体与分子系统的化学多功能相结合的优点。这些特性对于实现新型柔性电子电路是有吸引力的，这些电路几乎可以在包括塑料，纸张甚至人体皮肤上的几乎任何表面上印刷到几乎任何表面上。这种能力可以使包括消费电子，安全性，数字标牌和医疗诊断的许多领域受益。

电子电路的键元件是晶体管，其用作由施加的电压激活的电流的开关。通常晶体管分别成对，分别控制负电荷的流和正电荷的流量。这种互补晶体管是现代CMOS（互补金属氧化物半导体）技术的基石，其能够实现微处理器，存储芯片，图像传感器和其他电子设备。

第一个量子DOT晶体管差不多二十多年前展示了。然而，在同一量子点层内积分互补的N-和P型器件仍然是长期挑战。此外，该地区的大部分努力都集中在基于铅和镉的纳米晶体上。这些元素具有高度毒性的重金属，这极大地限制了所示装置的实用效用。

洛杉矶阿拉莫斯研究人员和加利福尼亚大学的合作者团队已经证明，通过使用缺乏重金属的铜铟（Cuinse2）量子点，他们能够解决毒性的问题，同时实现N的直接整合 - 在同一量子点层中的p晶体管。作为开发方法的实用实用性证明，它们创建了执行逻辑运算的功能电路。

Klimov及其同事在新纸上呈现的创新允许它们通过应用两种不同类型的金属触点（金和铟）来定义P和N型晶体管。它们通过在预先图案的触点顶部沉积普通量子点层来完成这些装置。“该方法允许直接将任意数量的互补的P和N型晶体管集成到通过标准旋涂中制备作为连续的未图案化膜的相同量子点层，”Klimov说。

参考：“解决方案 - 基于胶CUINSE2量子点的解决方案集成CMOS电路”由公交金云，Jaehoon Lim，Jeongkyun Roh，Darren Chi Jin Neo，Matt Laws和Victor I. Klimov，192020年10月19日，自然传播.DOI：
10.1038 / S41467-020-18932-5

资金：该工作得到了在洛斯阿拉姆斯国家实验室下的实验室指导的研发（LDRD）计划于202002年13dr和加州大学（UC）办公室，根据UC实验室费用研究计划协作研究和培训LFR-17 -477148。

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