최근 몇 년 동안, 유연한 전자는 전 세계의 광범위한 우려를 야기하고 빠르게 발전하고 있으며, 전자의 혁명으로 이어질 가능성이 고려된다. 그것은 전자 기술을 신흥 유연한 기판에 전자 장치 제조에서 유기 / 무기 물질이다, 독특한 고효율, 저비용의 제조 공정의 변형능은 정보, 에너지, 의료, 국방 등의 분야에서 넓은 응용 가능성을 가지고있다. 그러나, 현재의 무기 반도체 재료는, 특히 취성 재료, 큰 굽힘 변형하고 큰 골절이 쉽게 연신 또는 상태 장치 장애를 초래 발생, 또한, 유기 반도체가 무기 반도체, 전기 특성 및 조정 범위의 비교적 낮은 이동도가 작은 것이다 개발 따라서 번창 반도체 산업의 요구를 충족시킬 수 없다. 유연한 전자 기술 장비와 제조 프로세스의 통합을 획기적으로 달성하기 위해 무기 반도체 재료의 우수한 연성 및 구부림 성은 유연한 전자 제품 개발의 시급한 요구 사항입니다.
최근에는 협력으로 독일 교수 마 Pusuo 유리 미소를 지닌 도자기의 상하이 연구소, 역사 쉰 중국 과학원, 첸 Lidong, 연구원이 발견 연성 연구로 상온 반도체 재료 및 금속을 발견, α-Ag2S는이다 일반적인 반도체는 매우 변칙적이고 금속과 같은 기계적 성질을 지니고 있으며, 특히 우수한 연성과 굴곡성을 가지며 유연한 전자 제품에 널리 사용될 것으로 기대됩니다. "Nature - Materials"잡지에 게재 된 관련 연구 (자연 재료).
실온 α-Ag2S는 지그재그 주름진 단층 구조를 가지며, 4 개의 S 원자와 4 개의 Ag 원자가 8 원자 고리를 형성하고, 고리와 S 원자가 연결되어있다 .α- Ag2S 전형적인 반도체 약 1EV의 금지 대 폭의 에너지 밴드이다 도핑 α-Ag2S 주로 전자 전도성, 낮은 전자 농도, 도전율 0.01Sm-1, 전자 이동도에 대해서는, 상대적으로 작은 약 100cm2V-1s-1보다 크며, α-Ag2S의 전자 농도와 전도도는 원소 도핑으로 몇 배 증가 할 수 있으며, 전기적 특성은 반도체 영역에서 자유롭게 조절 될 수있다.
다른 반도체 나 세라믹과 비교하여 α-Ag2S는 매우 독특하고 독특한 기계적 성질을 가지고 있으며 금속과 동일한 연성 및 변형성을가집니다. 외력과 큰 변형에 의해 재료가 깨지거나 부서지지 않습니다. 단편 및 유사 금속은 긴 시트가 감긴 필라멘트이고, 일반적인 반도체 처리 칩 및 세라믹 미립자 또는 분말을 추가의 특성화 α-Ag2S의 기계적 특성은 압축 변형 50 % 이하가 될 수 있다는 것을 발견했다 상기 시험을 3 점 굽힘은 20 % 이상의 변형을 최대 굽힘은, 인장 시험은 4.2 %로 α-Ag2S 인장 변형 업 표시 것을 나타낸다. 모든 이들 값들은 알려진 세라믹 반도체 물질보다 훨씬 더 큰, 그리고 일부 금속은 기계적 특성이 비슷합니다.
연구진은 α-Ag2S의 이러한 비정상적인 기계적 성질의 메커니즘과 메커니즘을 연구했다. 우수한 슬라이딩 특성과 연성을 갖는 재료의 경우 두 가지 기본 조건을 충족해야한다. 첫째, 작은 에너지 장벽을 가진 슬립 표면이있다. 슬라이딩은 외부 힘의 작용 하에서 일어날 수 있으며 두 번째는 슬라이딩 과정에서 분해가 일어나지 않고 재료의 무결성과 무결성이 유지된다는 것입니다 연구원들은 α-Ag2S, NaCl, 흑연, 다이아몬드, 금속 Mg 및 Ti의 슬립 공정에서 α-Ag2S, NaCl, 흑연, 금속 Mg 및 Ti는 모두 에너지 장벽이 작은 슬립 평면을 가지며 α-Ag2S의 슬립 평면은 (100) 미끄럼 과정에서 다이아몬드는 장벽이 크고 미끄럼 표면이 없으며 동시에 물질 미끄러짐 중에 α-Ag2S, 금속 Mg와 Ti 미끄럼면 사이의 상호 작용이 상대적으로 크다는 것을 발견했다. 균열 및 해리는 유지하기가 어렵고 재료의 무결성과 무결성이 유지되지만 그래파이트와 다이아몬드의 슬립 표면 사이의 힘은 너무 작으며 재료는 슬라이딩 과정에서 쉽게 깨지고 해리됩니다. 양자 화학 계산이 밝혀졌습니다. - Ag2S의 미끄럼면 사이의 힘의 기원과 작용 방식 분자간 힘을 제외하고 한 결정주기 내에서, (100) 슬립 평면 사이에 단지 두 개의 황색 S 원자와 여섯 개의 회색 Ag 원자가 있다는 것을 발견했다. 슬라이딩 과정에서 두 개의 S 원자는 6 개의 Ag 원자에 의해 형성된 슬라이드를 따라 움직이며,이 때 오래된 Ag-S 결합은 끊임없이 약화되거나 파손되어 새로운 Ag- S 결합은 강화되거나 심지어 생성되기 때문에 (100) 슬립 평면 사이의 힘은 항상 Ag-S 결합 상태로 유지되고 슬립 중 에너지 변동은 작아서 슬립 에너지 장벽이 작아진다. 동시에, 키잉 상태는 이러한 슬라이딩 표면 사이에 강한 힘을 보장하여 슬라이딩 프로세스 동안 균열 또는 심지어 물질의 해리의 발생을 방지합니다.
유연한 전자의 애플리케이션의 경우, 팀은 또한 α-Ag2S 필름은 벌크 물질보다 더 큰 변형성이 밝혀졌다. 또한 변형 α-Ag2S 후 전기적 특성의 특성이 수십, 수백 반복의 발견 휨 변형 후, 전기적 특성은 기본적으로 변하지 않거나 거의 변화하지 않습니다.
공지 취성 세라믹 및 반도체 재료와는 달리, α-Ag2S 반도체, 금속, 굴곡 유사한 기계적 특성을 갖는 물질의 무결성 및 전기적 특성을 유지하기 위해 변형. 그것은 전기적 특성의 넓은 범위 내에서 조절 가능하고, 적절한 대역폭 이동 속도가 빠르기 때문에 유연한 전자 분야에서 널리 사용될 수 있으며 동시에이 기술은 금속과 유사한 기계적 성질을 가진 다른 반도체 재료를 찾아서 발견하게됩니다.
중국 국가 자연 과학 재단 (51625205 및 51632010)에 의해 연구, 투자 및 과학 주요 프로젝트 (KFZD-SW-421)의 중국 과학원, 주요 프로젝트 (15JC1400301) 및 교육 지도자 (16XD1403900) 및 다른 프로젝트의 상하이 재단의 배포를 지원했다.
