阿卜杜拉國王科技大學KAUST設計的"晶片實驗室"由一個矽晶片上的幾種基於鈣鈦礦的光電器件組成，例如，包括光電探測器，電晶體，發光二極體和太陽能電池。

鈣鈦礦半導體的流體注入產生微線，以在單個矽晶片上構建不同的光電器件。

透過使用KAUST開發的微流體泵送技術，可以更容易地將鈣鈦礦材料摻入基於矽的半導體平臺中。

目前正在探索的鈣鈦礦在新技術中的許多應用是多種材料，它們具有與天然礦物鈣鈦礦相同的晶體結構。這些半導體材料在諸如光發射器，感測器和太陽能電池的各種光電應用中顯示出巨大的希望。

與傳統半導體相比，鈣鈦礦柔軟且不穩定。KAUST的材料科學家Iman Roqan說："這使得很難使用標準的光刻方法對其進行圖案化。"

Roqan和她的同事們所面對的挑戰是使微流體技術適應操縱鈣鈦礦的溶液，以製造半導體微尺度導線。

使用LIL工藝製造Si或SiO 2 / Si週期性圖案化基板所需的步驟。

該過程的第一步是使用鐳射干涉技術在矽晶片中建立所需的微通道圖案。關鍵的創新是將包含鈣鈦礦離子的溶液泵入這些微通道，在這些微通道中，鈣鈦礦固化到半導體線的網路中。

該團隊採用微流體技術來處理載有鈣鈦礦的溶液，以形成半導體微尺度導線，然後使用鐳射干涉技術在矽晶片中建立所需的微通道圖案。

Roqan說："我們是第一個實現這一目標的研究人員。"該創新現已獲得專利，它將使幾種基於鈣鈦礦的光電器件放置在一個矽晶片上。例如，單個晶片可以包含光電檢測器，電晶體，發光二極體和太陽能電池以充當電源。

為了證明該技術的潛力，該團隊構建了一個高效能的光電探測器。

"與其他選擇不同，我們的製造方法極其簡單且具有成本效益，同時避免了產生廢料，" Roqan說。鈣鈦礦中使用的某些金屬是有毒的，因此避免將其釋放到環境中是一個重大優勢。

從概念驗證的初始階段前進還需要克服一些挑戰。例如，團隊正在努力使裝置的穩定性達到適合大規模工業應用的標準。Roqan希望為實現這一目標而進行的工作很可能會帶來更多的專利，同時還會製造更復雜的演示裝置。

商業發展最可能的領域之一是"片上實驗室"技術的增長領域。這可以將諸如感測，訊號傳導，微流體操縱和化學分離之類的過程結合在一起，以最小化醫學和生物學中使用的許多實驗室程式。小型化帶來了可移植性，有可能使整個測試實驗室流程脫離實驗室並進入外部世界。

參考論文：Bin Xin et al. Micropump Fluidic Strategy for Fabricating Perovskite Microwire Array-Based Devices Embedded in Semiconductor Platform, Cell Reports Physical Science (2021). DOI: 10.1016/j.xcrp.2020.100304