无需半导体资料的电子器材面世

　　美国麻省理工学院团队在电子制作范畴获得一项重要发展：他们运用全3D打印技能，制作出了不需要半导体资料的有源电子设备器材。这一突破性研讨宣布在新一期《虚拟与物理原型》杂志上，为将来的电子制作拓荒了新途径。

　　横截面积改变的3D打印导电迹线在高电流效果下的行为示例。由多个串联几何图形组成的3D打印电路的光学图画（左），施加10mA（中）和50mA（右）电流时的电路热图画（a）。施加改变电流时，图3a中显现的3D打印电路不同部分的电阻随时刻的改变（b）。图片来自：《虚拟和物理原型》

　　团队运用一般的3D打印机和本钱低价、可生物降解的资料，打印了这些无半导体器材。尽管这一些器材功能还不足以与传统半导体晶体管比较，但它们已能履行一些根本的操控使命，比方调理电动机的速度。这项新技能运用的能量较少，发生的废物也更少，不只下降了出产所带来的本钱，还减少了对环境的影响。

　　试验进程中，团队发现掺杂铜纳米颗粒的聚合物细丝具有一种特别的现象：当通过大电流时，资料会表现出明显的电阻添加；而一旦中止供电，其电阻又敏捷康复到初始状况。这种特性使该资料可被用作开关元件，类似于半导体中的晶体管。团队尝试了多种不同掺杂物（包含碳、碳纳米管以及石墨烯）的聚合物细丝，但只要含铜纳米颗粒的细丝展示出了自复位才能。

　　基于此现状，团队以为，电流导致的热效应或使铜粒子分散开来，添加了电阻；而在冷却后，铜粒子重新聚集，电阻随之下降。此外，聚合物基质从结晶态转变为非晶态再转回的进程，也可能对电阻的改变有所奉献。

　　运用这一原理，团队开宣布一种新式逻辑门，它由铜掺杂聚合物制成的细丝构成，可以终究靠调整输入电压来操控电阻改变。