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（2024年3月7日）近日，悉尼大学的工程研究人员开发了一种使用液态金属的 2D 打印工艺，这种工艺可以创造新的方法来制造更先进、更节能的纳米级计算硬件，用于制造如存储设备和传感器等。在全球对存储设备的需求不断增长，而存储设备的生产和使用需要大量能源的情况下，这种新技术有望降低相关能耗，进而节约成本。
此项新技术由悉尼大学工程师开发，相关论文已发表在《Small》杂志。根据论文阐述，研究人员首先将锡、锆和铪以精确的比例组合在一起，这使得合金能够在 500 度以下熔化，远低于锆（1855 度）和铪（2227 度）各自的熔点。液态金属合金具有薄薄的氧化层，同时中心仍保持液态，它可用于获取掺杂着铪锆氧化物的超薄氧化锡纳米片。
该研究的主导者、悉尼大学化学与生物分子工程学院的穆罕默德贾兹玛（Mohammad Ghasemian） 博士表示，虽然铪锆氧化物是一种众所周知的铁电材料，用于纳米级应用，如存储设备和传感器，但使用传统技术获得纳米片既困难又昂贵，所以降低锆和铪变成液体的温度对于开发低成本电气设备至关重要，因为所需的能量要少得多。“而且锡储量丰富，成本低廉，可大规模用于制造关键的半导体、晶体管和存储芯片，”他补充说。
使用锡锆铪合金，研究小组可以通过从液体表面剥离的方式，获得掺杂了氧化锆铪的纳米薄氧化锡层，将其作为铁电纳米片，在基底上进行2D打印。这些薄片被设计成下一代计算硬件的基础，从半导体到存储芯片。“想象一下这个过程，有一块涂了墨水的大理石，我们要去除油墨，才能用于印刷，而这种合同就犹如能够去除油墨的溶剂。”贾兹玛博士形象地比喻道。“这个工艺使我们能够收获这种珍贵的纳米薄层，并将其变成超薄的薄片，然后用于制造电子产品。”他说。
贾兹玛博士认为，这可能是一种通过传统方法无法获得的功能性2D材料的新来源。这个过程能够将铁电性引入到更小的2D金属氧化物中，从而允许在低温下开发下一代纳米电子制品。
研究人员声明没有外部利益。 该研究由澳大利亚研究委员会获奖者奖学金 (FL180100053)、ARC 卓越中心 FLEET (CE170100039) 和 ARC 工业中心 (IH210100025) 资助。 作者还感谢澳大利亚显微镜协会、新南威尔士大学、国家计算基础设施和波西超级计算研究中心提供的设施、资源和协助。
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