Dùng vật liệu nano để chế tạo toàn phần các thiết bị điện tử

Nhóm nghiên cứu do Dmitry Talapin, nhà hóa học Nga, giáo sư Đại học Chicago và là cán bộ Trung tâm Vật liệu nano Argonne National Laboratory phụ trách. Ông chia sẻ: "Nghiên cứu của chúng tôi làbước cần thiết trên con đường đưa các điểm lượng tử và công nghệ nano khác từ phạm vi thí nghiệm vào sản xuất thực tế".

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một công nghệ để tạo ra bất kỳ linh kiện điện tử nào (từ đèn LED cho các tấm pin năng lượng mặt trời), trong đócác loại vật liệu nano 2 chiều sẽ thay thế các vật liệu silic thông thường.

Được biết cơ sở sản xuất thiết bị điện tử hiện đại là một phương pháp quang khắc (photolithography),cho phép sản xuất bóng bán dẫn và linh kiện điện tửmột cách nhanh chóngvới giá thành thấp.

Công nghệ mới làm cho điện thoại thông minh rẻ đi, cho phép bắt đầu sản xuất hàng loạt màn hình LED và các tế bào năng lượng mặt trời. Tuy nhiên,do vẫn còn cần dùng đến silic nên quang khắc vẫn vấp phải trở ngại khi muốn nâng công suất của các thiết bị điện tử.

Các nhà khoa học từ lâu đã tìm cách thay thế silic bằng vật liệu nano. Tuy nhiênđể ổn định chúng cần có các phân tử hữu cơ, làm giảm đáng kể, hoặc thậm chí làm gián đoạn tính dẫn điện của vật liệu. Talapin và các đồng nghiệp đã chế đượcmột "chất keo" đặc biệt có thành phần gồm các chất ổn định vô cơ.

Kết quả là có thể sử dụng công nghệ quang khắc photolithography “vẽ “ các linh kiện bán dẫn bằng loại mực được chế từ vật liệu nano. Kỹ thuật mới được gọi là Dolfin. Ánh sáng đi qua một màn hình với một hình vẽ có kích thước nano, rồi cấu ​​trúc từng lớp mực một, biến các lớp đó thành một linh kiện điện tử nhất định.

Theo các nhà nghiên cứu, phương pháp này được áp dụng cho bất kỳ loại vật liệu nano nào bao gồm kim loại, oxit hoặc nam châm, vốn đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thiết bị điện tử.

Trong khi đó, một nhóm nhà khoa học Mỹ khác đề xuất thay thế silic trong các thiết bị bán dẫn bằng loại vật liệu với những thuộc tính thần kỳ được chế tạo trên cơsở graphene.