俄勒冈州立大学（Oregon State University）的研究人员已经解决了基础材料科学方面的一个难题，这个难题自20世纪60年代起就一直困扰着科学家们，解决了这一难题，就奠定了一个基础，可以用新的工艺开发电子产品。
 图中是不对称的金属-绝缘体-金属二极管，是材料科学的重大突破，可带来成本更低速度更高的电子产品。 来源：PhysOrg |
这个发现刚刚被在线报道，就在专业刊物《先进材料》网站上，报道概述了首次研制出的高性能“金属-绝缘体-金属” （MIM：metal-insulator-metal）二极管。
“研究人员一直努力做这一研究，已经几十年了，直到现在还没有成功，”道格拉斯·科斯勒（Douglas Keszler）说，他是俄勒冈州立大学杰出的化学教授，也是美国领先的材料科学研究人员。他说：“二极管以前是用其他方法制作，总是产量不大，性能不佳。”
“这是一个根本的转变，改变了生产电子产品的方法，新的方法速度高、规模大，而且成本非常低，低于常规方法，”科斯勒说。“这是一个基本的方法，可以突破目前的速度限制，使电子在材料中的传输比以往更快。”
大学官员说，已经为这项新技术申请了专利。一些新兴公司、新兴产业和高新技术工作最终将会出现，原因就是这个进展。他们说。
这项研究是在绿色材料化学中心进行的，支持者有美国国家科学基金会、陆军研究实验室和俄勒冈州纳米科学和微技术研究所。
传统电子产品用硅基材料制成，运行时配有晶体管，有助于控制电子的流动。虽然速度快而且比较便宜，但这种方法仍然有局限性，这个局限性就是电子在这些材料中传输的速度。因为出现了更快的计算机和更复杂的产品，如液晶显示器，现有的技术正在逼近其性能极限，专家们说。
相反，金属-绝缘体-金属，或MIM二极管，可以用来发挥一些相同的功能，但其方式却根本不同。在这个系统中，这个设备就像三明治，绝缘体在中间，两层金属夹在上方和下方。运行时，电子不需要那么多地穿过材料，因为它可以“穿过”绝缘体，几乎即时就出现在另一边。
“当时他们第一次开始研发更复杂的材料用于显示器产业，就知道这种类型的MIM二极管就是他们所需要的，但他们无法使它运行，”科斯勒说。“我们现在可以使它运行了，它可使用各种金属，都价格低廉，容易获得，比如铜、镍或者铝。这种方法也是更简单、成本更低，也更容易制造。”
做出这些发现的研究人员来自俄勒冈州立大学化学系、电机工程和计算机科学学院以及机械、工业和制造工程学院。
在这项新的研究中，俄勒冈州立大学的科学家和工程师描述，使用 “非晶态金属接点”这种工艺，就解决了先前困扰MIM二极管的问题。俄勒冈州立大学二极管的制备温度相对较低，所采用的技术可用于制造一些其他设备，可使用各种各样的基质，而且可以大范围使用。
近几年，俄勒冈州立大学的研究人员已经成为领先者，在很多重要的材料科学进展上都是这样，也包括透明电子元件领域。大学的科学家们将做一些开创性工作，研究的新技术是在电子显示器方面，但很多的应用都是有可能的，他们说。
高速计算机和电子设备，不依赖晶体管也是可能的。即将出现的还有“能量收获”技术，比如，在夜间获取再次辐射的太阳能，这种方法可以从地面上产生能量，尽管地面在夜晚会变凉。
“长期以来，每个人都想要某种东西，以使我们超越硅，”科斯勒说。“这可能是一种方法，只需简单地打印电子产品，但却是在巨大的尺寸规模上进行，比我们现在能做到的要更便宜。当这种产品开始出现的时候，运行速度的提高将是巨大的。”
