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离柔性手机屏又近一步:中国迷信家发明神奇半导体资料

工夫:2018-07-05 08:05泉源:作者: 点击:
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  你离柔性手机屏又近了一步:中国迷信家发明神奇半导体资料

  柔软,乃至可折叠的柔性电子设置装备摆设,比方柔性手机屏,乃至柔软的手机等,是许多人等待已久的新配备。但受限于半导体资料的脆性,能够带来一场电子技能反动的柔性电子技能和消费工艺,还面对着宏大应战。

  中国迷信家日前又攻陷一城:他们的最新研讨效果无望冲破这一瓶颈。

  中国迷信院上海硅酸盐研讨所史迅研讨员、陈立东研讨员与德国马普所的Yuri Grin传授等合作,率先发明了一种像金属一样“柔软”的半导体资料:它是一种典范的半导体,但却具有十分失常的、和金属相似的力学功能——精良的延展性和可弯曲性,或可普遍使用于柔性电子设置装备摆设中。这一神奇资料的化学身分中含有银原子,为α-Ag2S。

  相干研讨论文4月9日在线宣布在国际学术期刊《天然·资料学》杂志(Nature Materials)。

  临时以来,人们以为半导体资料都像陶瓷一样脆。但中国迷信家最新发明的α-Ag2S资料,其功能令人诧异。

  普通陶瓷和半导体的加工碎片则为粗大颗粒或粉末,但α-Ag2S在外力和大应变下,也不会破裂。其资料的加工碎片和金属相似,是一片片细长的缠绕丝状物。

  比年来敏捷开展的柔性电子资料,只是将无机/无机资料电子器件制造在柔性衬底上。即使云云,它们共同的可变形性以及高效、低本钱制造工艺,在信息、动力、医疗、国防等范畴具有普遍使用远景。

  但是,现在的无机资料尤其是半导体均为脆性资料,在大弯曲和大变形下,或许拉伸情况下极易发作断裂进而招致器件生效;别的,无机半导体绝对无机半导体迁徙率较低,且电学功能可调范畴较小,无法满意半导体产业的发达开展需求。

  针对柔性电子的使用,史迅等研讨职员制备了α-Ag2S薄膜,它比块体资料具有更大地变形才能。并且,在数十、上百次弯曲后,其导电功能根本维持稳定或变革很小。

  知其然,知其以是然。

  研讨职员发明,在α-Ag2S变形、滑移进程中,2个S原子沿着6个Ag原子组成的滑轨挪动,此时不时有旧的Ag-S键削弱乃至断裂,而又有新的Ag-S键增强乃至天生。因而,其滑移面之间的作用力不断维持在Ag-S的成键形态,其在滑移进程中能量动摇较小,招致了小的滑移能量势垒;同时该成键形态包管了这些滑移面之间较强的作用力,防止了在滑移进程中裂纹的发生乃至资料的解离。

  这一性子与其他资料分明差别。金刚石资料在滑移进程中的势垒太大,以是,不存在滑移面,无法延展。而NaCl、石墨的滑移面之间的作用力太小,资料在滑移进程中很容易发生裂纹,从而解离,丧失完好性。

  研讨职员表现,一个具有精良滑移才能和延展性的资料必须满意两个根本条件:一是存在能量势垒较小的滑移面,可以在外力的作用下发作滑动;二是在滑移进程中不发作剖析,依然维持资料的全体性、完好性。

  他们正在寻觅其他相似于α-Ag2S的半导体资料。

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