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動輒成百上千道工序，無疑抬高了小小晶片設計與研發的技術門檻，一定程度上阻礙了新材料在未來晶片技術中疊代。最近，中國科學家團隊發明了一種新方法，給一根尖端只有幾納米的金屬探針加上電，就能通過特殊的薄膜「畫布」直接將設計好的新型半導體功能器件「畫」出來，如此製成的晶片只需簡單封裝之後即可使用——像不像童話中的神筆馬良？
今天凌晨，國際著名學術期刊《自然-電子學》發表了相關論文。
走進中國科學院上海技術物理研究所紅外物理國家重點實驗室，記者看到了這種神奇的薄膜「畫布」：科研人員把不粘鍋塗層的「近親」——化學名稱為「聚偏氟乙烯」的透明溶液，輕輕塗在指甲蓋大小的新型半導體材料表面，待液體像指甲油一樣干透後，即形成納米厚度的薄膜，就將其放入裝有納米探針的裝置內——這就是那支神奇的「畫筆」。
加上電壓的納米探針能夠在晶片「畫布」上「畫」出設計好的集成電路
通過電腦螢幕，記者看到在短短几分鐘內，一幅事先設計好的心形圖案已畫成了晶片。
在不同波段探測到的「畫」在薄膜上的極化圖案
「如果畫上的是設計好的光電功能器件，那這片新型半導體晶片經過封裝，就可以『上崗』使用了。」該課題的牽頭負責人、中科院上海技物所王建祿研究員告訴記者，因為聚偏氟乙烯薄膜一旦被加上電壓之後，就會產生類似電池正負極的極化有序排列——按照極化方向不同，排列出規整的圖案。而且，電壓撤掉之後，已經形成的有序極化排列也不會消失。這些極化誘導的電場，可以持續作用在新型半導體材料上，直到下一次帶電探針來重新「畫」功能圖形。
王建祿說，這層具有極性的薄膜就像一張納米厚度的神奇畫布，納米探針類似於畫筆，運用納米畫筆可以在畫布上任意作畫，而且畫布可以反覆擦寫。畫作也就是各類微納器件，可以是光電子探測器，也可以是存儲器。
已在特殊薄膜「畫布」上製作好的電路
據介紹，利用這種方法製備出的光電探測器，響應率是同類器件的300倍。「未來信息處理傳輸，可能以全光方式來實現，數據信息處理能力將超乎我們的想像，需要用到高靈敏的節點探測器件，這將可能是很好的備選技術。」王建祿說，這種方法還能發展出「電寫，光讀」的存儲器，其存儲密度理論上可以較現有的光碟存儲容量提升四五倍。
此外，與復旦大學微電子學院周鵬教授合作，將這種技術嵌入式應用於新型准非易失存儲，斷電數據保存時間可超過100秒。如果未來將這類准非易失存儲應用於電腦內存，即使系統發生故障，電腦需要重啟，也能為挽救沒有及時保存的文檔爭取到時間。
這項研究由中國科學院上海技術物理研究所與復旦大學、華東師範大學、南京大學，中國科學院微電子所等多個課題組合作完成。
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