犹他大学的电气工程师Ajay Nahata和Barun Gupta用一台60美元的银和碳墨盒喷墨打印机，创造了一种新的、广泛适用的方法来制作微观结构，利用金属中的光来携带信息。这项新技术可用于快速制造电子设备中的超高速元件，使无线技术更快或打印磁性材料。
利用廉价的喷墨打印机，犹他大学的电气工程师制作了利用金属中的光来携带信息的微观结构。这种新技术可以控制微结构中的导电性，可以用于快速制造电子设备中的超高速元件，提高无线技术的速度，或者打印磁性材料。
高速互联网和其他数据传输技术依赖于光通过光纤传输，光纤的带宽非常高，这是衡量数据传输速度的指标。压缩这些光纤可以将更多的数据压缩到更小的空间中，但有一个问题:由于光线被压缩到越来越小的空间中，光纤承载的数据量达到了极限。
相比之下，电子电路可以在硅片上做成小得多的尺寸。然而，电子数据传输的频率要低得多，这就减少了可以携带的数据量。
最近发现的一种叫做电浆子的技术结合了光学和电子数据传输的最佳方面。光聚集到金属结构与尺寸比波长小得多,数据可以在更高的频率,如传输太赫兹频率,它介于微波和红外线光谱的电磁辐射,还包括从x射线对可见光到伽马射线。金属如银和金是特别有前途的电浆子材料，因为它们能增强这种拥挤效应。Ajay Nahata说:“目前还没有成熟的技术来制造太赫兹电浆子设备，而太赫兹电浆子设备有潜力制造蓝牙等无线设备，其工作频率为2.4千赫兹，比现在快1000倍。”他是犹他大学电子和计算机工程教授，也是这项新研究的资深作者。
Nahata和他的同事使用一种商用喷墨打印机和两种不同的装满银和碳墨水的彩色墨盒，在2.5 × 2.5英寸的尺寸和间距的2.5孔的周期性阵列上打印出10种不同的等离子体结构。塑料薄膜。
被测试的四组阵列都有直径450微米的孔——大约是人类头发宽度的四倍——间隔为1 / 25英寸。根据使用的银和碳墨水的相对数量，研究人员可以控制电浆子阵列的电导率，或者它携带电流的效率。
Nahata说:“使用一台60美元的喷墨打印机，我们已经开发出一种低成本、广泛适用的制造等离子体材料的方法。”“因为我们可以精确地绘制和打印这些结构，我们的技术可以让你快速改变金属的电浆特性，而无需通常用于制造这些结构的数百万美元的仪器。”
等离子体阵列目前使用的是微制造技术，这需要昂贵的设备，而且一次只能制造一个阵列。到目前为止，对研究人员来说，控制这些阵列的导电性非常困难。
纳哈塔和他在犹他大学工程学院的同事使用太赫兹成像来测量打印等离子体阵列对光束的影响。当太赫兹频率的光照射到金属层中周期性排列的孔洞时，就会产生共振，这是一种最基本的特性，当香槟笛子遇到正确音调的音乐音调时就会碎裂。
太赫兹成像用于无损检测，如检测包装中的炭疽细菌武器或检查航天器中的绝缘材料。
通过研究太赫兹光如何通过他们的打印阵列，犹他大学的研究小组表明，简单地改变用于打印阵列的碳和银墨水的数量，就可以通过这种结构改变透射率。
Nahata说，有了这种新的打印技术，“我们对这些设备的光传输和电导率都有了额外的控制，你现在可以设计出打印机能产生的尽可能多的不同变化的结构。”
Nahata说，这些更快的等离子体阵列最终将被证明是有用的:
- 无线设备，因为阵列允许数据传输得更快。目前，许多研究小组正在积极研究这一应用。
- 在不同的设备中打印磁性材料以获得更大的功能(更低的导电性，更紧凑)。这项技术距离实现还有五年多的时间。
虽然犹他州队使用了两种不同类型的墨水，但可以使用四色喷墨打印机中的四种不同的墨水，具体取决于应用。Nahata通过犹他大学电气和计算机工程研究生Barun Gupta和Shashank Pandey以及大学冶金工程教授Sivaraman Guruswamy进行了这项研究。该研究由国家科学基金会通过犹他大学的材料研究科学和工程中心资助。
犹他大学
www.coe.utah.edu
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