Инженерные исследователи разработали процесс 2D-печати с использованием жидких металлов, который, как они утверждают, может создать новые способы создания более продвинутого и энергоэффективного вычислительного оборудования, производимого на наномасштабе. Этот процесс появился на фоне растущего мирового спроса на устройства памяти, производство и использование которых требуют значительных энергетических затрат.
"Снижение температуры, при которой цирконий и гафний становятся жидкими, является ключевым моментом для разработки более дешевых электрических устройств, так как требуется гораздо меньше энергии", - сказал доктор Мохаммад Гасемиан, главный автор исследования из Школы химической и биомолекулярной инженерии.
Разработанные инженерами Университета Сиднея и опубликованные в журнале Small, исследователи сначала соединили олово, цирконий и гафний в определенном соотношении. Это позволило сплаву плавиться при температуре ниже 500 °C, что гораздо ниже индивидуальных точек плавления циркония (1852 °C) и гафния (2227 °C). Жидкий металлический сплав имеет тонкий слой оксида или "корку", сохраняя жидкое состояние внутри. Он используется для получения ультратонких нанопластинок оксида олова, пропитанных оксидом циркония и гафния.
"Олово является широко распространенным, недорогим и может быть использовано в большом масштабе для производства критически важных полупроводников, транзисторов и памяти", - сказал доктор Гасемиан. "Хотя оксид циркония и гафния хорошо известен как ферроэлектрический материал, используемый в наномасштабных приложениях, таких как устройства памяти и сенсоры, получение нанопластинок с использованием традиционных методов затруднительно и дорого", - добавил он.
Применение сплава олово-цирконий-гафний позволило команде получить нанотонкий слой оксида олова, пропитанный оксидом циркония и гафния, через эксфолиацию - отделение его от жидкой поверхности, чтобы затем можно было провести 2D-печать на подложке в виде ферроэлектрических нанопластинок. Эти пластины предназначены для создания основы вычислительного оборудования следующего поколения, от полупроводников до памяти. "Представьте себе мрамор, покрытый чернилами", - объяснил доктор Гасемиан. "Сплав подобен растворителю, который позволяет нам удалить чернила и оставить только окрашенную поверхность".
Источник:
Мохаммад Б. Гасемиан и др., Асимметрия, вызванная легированием жидких металлов, в двумерных оксидах металлов (Mohammad B. Ghasemian et al, Liquid Metal Doping Induced Asymmetry in Two‐Dimensional Metal Oxides), Small (2024). DOI: 10.1002/smll.202309924
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!