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特殊材料取代硅造出半导体薄膜

2018-10-12  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。

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