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來源:科技日報 作者: 時間:2018-10-12

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特殊材料取代硅造出半導體薄膜

為研制高性能柔性電子器件開辟新途徑

 

據美國《每日科學》網站9日報道,美國麻省理工學院(MIT)工程師最近開發出一種新技術,他們用一批特殊材料取代硅,制造出了超薄的半導體薄膜。新技術為科學家提供了一種制造柔性電子器件的低成本方案,且得到的電子器件的性能將優于現有硅基設備,有望在未來的智慧城市中“大展拳腳”。

如今,絕大多數計算設備都由硅制成,硅是地球上含量第二豐富的元素,僅次于氧。硅以各種形式存在于巖石、粘土、沙礫和土壤中。雖然它并非地球上最佳的半導體材料,但卻是最容易獲取的。因此,在傳感器、太陽能電池、計算機、智能手機等大多數電子設備中,硅都是占主導地位的材料。

近日,MIT的工程師們開發出一種名為“遠程外延”的新技術,他們使用一批特殊的材料取代硅,制造出了超薄的半導體薄膜。研究人員稱,這種超薄膜有望通過相互層疊,制造出微型、柔性、多功能設備,例如可穿戴傳感器、柔性太陽能電池等,甚至在未來,“可以將手機貼到皮膚上”。

為演示新技術,研究人員制造出了由砷化鎵、氮化鎵和氟化鋰材料組成的柔性薄膜。砷化鎵、氮化鎵和氟化鋰材料的性能比硅更好,但迄今為止,用這些材料制造功能性設備的成本非常高。

“我們已開辟出一條新途徑,能用許多不同于硅的材料制造柔性電子設備。”機械工程、材料科學與工程系副教授吉哈丸·金說,“在智慧城市中,小型計算機將變得無處不在,但這需要由更好材料制成的低功耗、高靈敏度的計算與感知設備,新研究為獲得這些設備開辟了道路。”

相關研究發表于8日出版的《自然·材料學》雜志,得到了美國國防部高級研究計劃局、能源部、空軍研究實驗室、LG電子等的支持。(劉霞)

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