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前瞻技術脈動：先進材料與技術（202311）

關鍵字：Micro-LED；巨量轉移；大型顯示器；半導體；拓撲半金屬薄膜；電動車電池；乾式電極製程；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2023年11月10日
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圖、前瞻技術脈動：先進材料與技術（202311）
 
研究人員開發出一種方法，可以實現廉價大規模製造Micro-LED顯示器
英國斯特拉斯克萊德大學的研究團隊開發出一種用於大面積光元件製造的連續滾動印刷過程。該製程技術能以極高精準度，一次列印並轉移超過75,000個微米尺度半導體元件，並可精準對應設計的元件配置，解決了將微米尺度半導體設備成功且準確地從原始基板移送到各種接收平台的挑戰。這種新方法可能將導致製造微型LED螢幕的快速革新，尤其對於大型微型LED顯示器的製造更為重要，適用於智慧型手機螢幕、虛擬和擴增實境裝置以至數米寬的大型顯示器。故下一步，研究人員將繼續提升列印過程的精準度，並放大可以一次性轉移的設備數量，創新這種高效方法，從而改變半導體與顯示器製造業的生產面貌。
參考資料：Researchers develop approach that can enable inexpensive mass manufacturing of micro-LED displays. ScienceDaily, 2023/07/13.
 
新材料可能是減少電腦和電子產品能耗的關鍵
美國明尼蘇達大學雙城分校的研究團隊首次成功合成一種獨特拓撲半金屬薄膜，具有能提高運算能力和儲存記憶體，並且能夠大幅降低能源消耗的潛力。隨著半導體製造需求的增加以及電子設備能源消耗問題的日益嚴重，科學家和工程師開始尋找能以更少的能源產生更多電力的新材料。這種拓撲半金屬材料的電子行為與典型的絕緣體和金屬不同，因此在製造新世代電子設備中被視為有潛力的材料。此次研究成果的突破之處在於利用磁性摻雜實現了將弱拓樸絕緣體轉變為拓樸半金屬。此技術未來有潛力應用於製造更為高效的電子設備。此項研究成果已發表在Nature Communications期刊上。
參考資料：New material could hold key to reducing energy consumption in computers and electronics. ScienceDaily, 2023/07/13.
 
乾式電極製程將可生產更潔淨、低成本且更高效率的電動車電池
乾式加工是一種相對較新的替代方案，由於不需要塗層和溶劑設備，可以節省40~50%的工廠佔地面積以及時間、能源、廢棄物處理和啟動費用(可節省數億美元)，且可和當前最先進的電極製造設備相容。研究團隊深入瞭解其電化學性質及性能表現，發現採用乾式製程的電池在長期使用後顯示出卓越的容量保持能力，因為該結構允許鋰離子在陽極和陰極之間採取更直接的路徑。電極更厚，可以承受更高的能量負載，電極中有更多的活性材料，即使在騎車後，它也不會出現裂縫，因此展現高能量密度和良好的長期循環性能，且具備優異的機械強度和量產電池所需的可撓曲性能。本研究發表於Chemical Engineering Journal。(862字；圖1)
參考資料：Dry manufacturing process offers path to cleaner, more affordable high-energy EV batteries. ScienceDaily, 2023/07/18.


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