在KAUST设计的“芯片实验室”由一个硅芯片上的几个钙钛矿基光电器件组成，例如包含光电探测器、晶体管、发光二极管和太阳能电池。信用:KAUST钙钛矿半导体的Heno Hwang Fluid注入创造了微丝，在单个硅芯片上构建不同的光电子器件。通过使用KAUST开发的微流体泵送技术，称为钙钛矿的材料可以更容易地结合到硅基半导体平台中。
目前正在探索的钙钛矿在新技术中的许多应用是与天然矿物钙钛矿具有相同晶体结构的不同材料。这些半导体材料在各种光电应用中显示出巨大的前景，例如光发射器、传感器和太阳能电池。
与传统半导体相比，钙钛矿是软的和不稳定的。KAUST的材料科学家伊曼·罗坎说:“这使得使用标准光刻方法对它们进行图案化变得困难。
罗根和她的同事们面临的挑战是，如何利用微流体技术来操纵携带钙钛矿的溶液，从而制造出半导体微尺度导线。
该过程的第一步是使用激光干涉技术在硅晶片中创建期望的微通道图案。关键创新是将含有钙钛矿离子的溶液泵入这些微通道，在那里钙钛矿固化成半导体线网络。
该团队采用微流体技术来操纵载有钙钛矿的溶液，以产生半导体微丝，然后使用激光干涉技术在硅片中创建所需的微通道图案。信用:KAUSTHeno Hwang“我们是第一批实现这一目标的研究人员，”Roqan说，并补充说，这项创新现已获得专利，将允许几个不同的钙钛矿基光电器件位于一个硅芯片上。例如，单个芯片可以包含光电探测器、晶体管、发光二极管和太阳能电池作为电源。
为了证明这项技术的潜力，该团队建造了一个高性能光电探测器。
“与其他选择不同，我们的制造方法极其简单且具有成本效益，同时避免产生废料，”Roqan说。钙钛矿中使用的一些金属是有毒的，因此避免它们释放到环境中是一个显著的优势。
要从这一初步的概念验证阶段前进，仍有许多挑战需要克服。例如，该团队正在努力将器件的稳定性提升到适合大规模工业应用的标准。Roqan预计，目前正在进行的实现这一目标的工作可能会带来更多的专利，同时还会建造更复杂的演示设备。
最有可能进行商业开发的领域之一是不断增长的“芯片实验室”技术领域。这可以将传感、信号、微流体操作和化学分离等过程结合起来，使医学和生物学中使用的许多实验室程序小型化。迷你化带来了可移植性，有可能将整个测试实验室过程带出实验室，带到外部世界。
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