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液态金属既具有金属的高导电特征,又兼具流体的柔性和可变形性,表面易于达到原子级别的完美光滑度。该小组此前发表于美国《应用物理快报》上的一项实验发现,液态金属置于液体中会自然形成一个“液态金属电极—液膜—液态金属电极”的三明治结构,在外界因素作用下可灵活变形。取决于不同的外加电场作用,液膜间隙可达极小尺度甚至完全消失,其两侧电阻会随此尺寸和结构的变化作对应响应。因此,如果将两个液态金属之间的液膜厚度控制在一定范围内,则有望实现全液态量子隧穿效应。

基于此理论构想,由中科院理化所、清华大学与云南大学等机构组成的联合研究小组,首次提出了一种突破传统刚性量子器件观念的全液态量子隧穿效应器件的思想,并给出了制备方法,部分材料和技术方案已经形成发明专利。

业界专家表示,目前虽已能制造出尺寸在1纳米左右的纳米晶体管,但大量如此精细尺度的晶体管在实现电学互联上存在巨大困难。可变形液态金属量子材料与器件技术思想的提出,可能助推新一代量子计算与智能系统的制造和集成技术的突破。

基于液态金属器件,该研究组还在早前于国际上首次提出了液态金属计算机的基本概念和技术方案,相应发明专利的基本架构和核心器件已获得受理,系国际上该领域的全新尝试。

美国两机械工程师试图创造出柔软到能够变形的“晶体管”

美国《物理科学》人方网站11月3日报道,来自卡内基·梅隆大学的机械工程师卡梅尔·马杰迪和詹姆斯·魏斯曼发现用液态合金能够制作出晶体管,从而让更多电子元件实现柔性转化。

晶体管是其实是一个处理信号和数据的微型器件。传统意义上,作为一种固体半导体器件,它具有检波、整流、放大、开关、稳压和信号调制等多种功能。不管是笔记本电脑、智能手机还是日常使用的数字温控器,都要用到它。可以说,它几乎是每个电子设备背后的核心元件。

面对如此强大的元件,科学家们自然不会放过任何一次改进机会,两位机械工程师就试图用新方法创造出柔软到能够变形的“流体晶体管”。寻找新材质是第一步,但像铜或银等硬质金属,或汞这类有毒的液态金属都已被排除在外,研究者使用了稀有金属中的铟和镓制作出一种混合的液态合金,能够直接注入橡胶内部,让电路像皮肤一样,柔软又具有弹性。

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