У MIT випадково винайшли 3D-друк простої електроніки без напівпровідників

Дослідники з MIT несподівано знайшли спосіб транзисторів та інших компонентів електроніки без використання напівпровідників.

Основна проблема 3D-друку електроніки полягає в тому, що напівпровідникові елементи складаються з тонких шарів кремнію та надзвичайно крихкі. Їхній функціональності може впливати пил, температура та вологість. Тому чипи створюються в чистих приміщеннях, де усі фактори суворо контролюються, щоб гарантувати точну роботу мікросхем.

Сучасний дизайн мікросхем надзвичайно складний: вони складаються з мільярдів транзисторів та виготовляються за нанометровими технологіями. Цей процес набагато точніший, ніж дозволяють можливості сучасних 3D-принтерів.

Вчені MIT насправді не намагалися відтворити сучасні чипи та навіть не думали про щось подібне — можливість з’явилася майже випадково. Раніше цього року вони виготовили магнітні котушки індуктивності за допомогою процесу, що називається екструзійним друком — коли принтер розплавляє нитку та розбризкує матеріал через сопло, виготовляючи об’єкт шар за шаром.

Дослідники помітили, що матеріал, який вони використовували, полімерна нитка, легована наночастинками міді, виявляє великий сплеск опору, коли вони пропускають через неї великий струм. Як тільки струм вимикався, опір повертався до нормального значення. Властивість змінювати опір під впливом струму дозволяє створювати транзистори.

Команда продемонструвала повністю надруковані на 3D-принтері багаторазові запобіжники та транзистори з використанням цього недорогого матеріалу. Маючи розмір у кілька сотень мікрон, ці транзистори не такі маленькі та продуктивні, як у сучасному процесорі. Однак вони довговічні та можуть використовуватися для простих завдань.

Завдяки біорозкладаному матеріалу та відсутності потреби в чистих приміщеннях цей метод виготовлення простої електроніки може знайти застосування у місцях, де складно виготовляти високоякісні пристрої, наприклад у віддалених дослідницьких лабораторіях, навіть на борту космічних кораблів. Дослідження опубліковане в журналі Virtual and Physical Prototyping.

Джерела: MIT, New Atlas