الترانزستور العادي في هاتفك يُصنع داخل غرفة مفرغة، حيث تترسب الذرات طبقة فوق طبقة. مكلف وبطيء. لكن أكسيد الإنديوم يمكن طباعته مثل الحبر — من قطرة معدن سائل تتغطى تلقائيًا بغشاء أكسيد رقيق عند ملامستها الهواء.
أخذ الباحثون الإنديوم، صهروه، ولفّوه على ركيزة عند 250 درجة. النتيجة: طبقة متعددة البلورات بسماكة 5 نانومتر فقط — أرق بألف مرة من شعرة الإنسان. حبيباتها كبيرة وتمتد عبر كامل السماكة، لذا تتحرك الإلكترونات دون عوائق تقريبًا.
الترانزستور المبني على هذا الغشاء يعمل باستقرار: بعد 10,000 دورة تشغيل وإيقاف لم تتدهور خصائصه. وعند إضافة عازل من أكسيد الهافنيوم، تبقى الحركة عالية — 107 سم²/فولت·ثانية — بينما تيار التسرب ضئيل للغاية. من هذه الترانزستورات صُنع عاكس (inverter) — عنصر أساسي في المنطق الرقمي — وهو يضخم الإشارة 69.8 مرة.
طباعة أشباه الموصلات الأكسيدية من معدن سائل تشبه الطهي على مقلاة بدلًا من المطبخ الجزيئي: أبسط، أسرع، وبنفس الجودة تقريبًا. الخطوة التالية: تصغير الترانزستورات واختبارها في دوائر حقيقية.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2604.06656
Oxide semiconductors have emerged as common channel materials in transistors and hold promise for next-generation electronics, yet achieving high mobility typically requires costly vacuum-based techniques. Here, ultrathin (5-nm) indium native oxide (InOx) prepared by ambient-air liquid-metal printing (LMP) at low temperature (250 {\deg}C), is applied as semiconducting channel in field-effect transistor (FET). The resulting InOx is found to be polycrystalline with large lateral grains that extend vertically throughout the film thickness. InOx FETs in a transfer length method (TLM) configuration demonstrate a high conductivity mobility (uCON) of 125 cm2 V-1 s-1, with systematic analysis of contact resistance confirming potential for channel length scaling. Integration with atomic-layer-deposited (ALD) gate dielectrics further reveals excellent compatibility, for instance, InOx FET integrated with HfO2 exhibits a high field-effect mobility (uFE) of 107 cm2 V-1 s-1, an on/off current ratio (ION/IOFF) of >107, a subthreshold swing (SS) of 204 mV dec-1, a gate leakage of <10-6 A cm-2, while maintaining stable performance over 104 endurance cycles without degradation. Post-fabrication oxygen-plasma treatment is applied to achieve enhancement-mode operation and a depletion-load inverter is demonstrated, exhibiting a voltage gain of 69.8 V/V. These results demonstrate the great potential of LMP InOx as semiconducting channel in high-performance and power-efficient transistors for next-generation oxide electronics.
غشاء أكسيد الإنديوم بسماكة 5 نانومتر شفاف للعين، لكنه يوصل التيار — لذلك تُستخدم هذه المواد في شاشات اللمس.
في مسلسل «عالم ويست» (Westworld)، تُغطى الروبوتات بأغشية رقيقة تُطبع في الموقع — تشبه هذه التقنية، لكن للإلكترونيات.