特殊材料取代硅造出半导体薄膜

为研制高性能柔性电子器件开辟新途径

2018年10月11日08:44  来源:科技日报
 

据美国《每日科学》网站9日报道,美国麻省理工学院(MIT)工程师最近开发出一种新技术,他们用一批特殊材料取代硅,制造出了超薄的半导体薄膜。新技术为科学家提供了一种制造柔性电子器件的低成本方案,且得到的电子器件的性能将优于现有硅基设备,有望在未来的智慧城市中“大展拳脚”。

如今,绝大多数计算设备都由硅制成,硅是地球上含量第二丰富的元素,仅次于氧。硅以各种形式存在于岩石、粘土、沙砾和土壤中。虽然它并非地球上最佳的半导体材料,但却是最容易获取的。因此,在传感器、太阳能电池、计算机、智能手机等大多数电子设备中,硅都是占主导地位的材料。

近日,MIT的工程师们开发出一种名为“远程外延”的新技术,他们使用一批特殊的材料取代硅,制造出了超薄的半导体薄膜。研究人员称,这种超薄膜有望通过相互层叠,制造出微型、柔性、多功能设备,例如可穿戴传感器、柔性太阳能电池等,甚至在未来,“可以将手机贴到皮肤上”。

为演示新技术,研究人员制造出了由砷化镓、氮化镓和氟化锂材料组成的柔性薄膜。砷化镓、氮化镓和氟化锂材料的性能比硅更好,但迄今为止,用这些材料制造功能性设备的成本非常高。

“我们已开辟出一条新途径,能用许多不同于硅的材料制造柔性电子设备。”机械工程、材料科学与工程系副教授吉哈丸·金说,“在智慧城市中,小型计算机将变得无处不在,但这需要由更好材料制成的低功耗、高灵敏度的计算与感知设备,新研究为获得这些设备开辟了道路。”

相关研究发表于8日出版的《自然·材料学》杂志,得到了美国国防部高级研究计划局、能源部、空军研究实验室、LG电子等的支持。(刘霞)

(责编:宋小萱(实习生)、熊旭)

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