特殊材料取代硅造出半導(dǎo)體薄膜
為研制高性能柔性電子器件開辟新途徑
2018年10月12日 8:25 10783次瀏覽 來(lái)源： 科技日?qǐng)?bào) 分類： 硅
據(jù)美國(guó)《每日科學(xué)》網(wǎng)站9日?qǐng)?bào)道，美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）工程師最近開發(fā)出一種新技術(shù)，他們用一批特殊材料取代硅，制造出了超薄的半導(dǎo)體薄膜。新技術(shù)為科學(xué)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(yōu)于現(xiàn)有硅基設(shè)備，有望在未來(lái)的智慧城市中“大展拳腳”。
如今，絕大多數(shù)計(jì)算設(shè)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(dǎo)體材料，但卻是最容易獲取的。因此，在傳感器、太陽(yáng)能電池、計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)等大多數(shù)電子設(shè)備中，硅都是占主導(dǎo)地位的材料。
近日，MIT的工程師們開發(fā)出一種名為“遠(yuǎn)程外延”的新技術(shù)，他們使用一批特殊的材料取代硅，制造出了超薄的半導(dǎo)體薄膜。研究人員稱，這種超薄膜有望通過(guò)相互層疊，制造出微型、柔性、多功能設(shè)備，例如可穿戴傳感器、柔性太陽(yáng)能電池等，甚至在未來(lái)，“可以將手機(jī)貼到皮膚上”。
為演示新技術(shù)，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(shè)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(shè)備。”機(jī)械工程、材料科學(xué)與工程系副教授吉哈丸·金說(shuō)，“在智慧城市中，小型計(jì)算機(jī)將變得無(wú)處不在，但這需要由更好材料制成的低功耗、高靈敏度的計(jì)算與感知設(shè)備，新研究為獲得這些設(shè)備開辟了道路。”
相關(guān)研究發(fā)表于8日出版的《自然·材料學(xué)》雜志，得到了美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局、能源部、空軍研究實(shí)驗(yàn)室、LG電子等的支持。（劉霞）
責(zé)任編輯：周大偉
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