フレキシブルな携帯電話の画面やソフトフォンのような柔らかくて折り畳み可能なフレキシブルな電子デバイスは、多くの人々が待っていた新しいデバイスですが、半導体材料の脆さによって制限され、電子技術に革命をもたらします。中国の科学者は最近、別の都市を攻撃している。彼らの最新の研究成果は、このボトルネックを解消すると期待されている。
中国上海陶磁器研究所のShi Xun氏、中国科学アカデミーの研究員、Chen Lidong研究員はドイツの地図研究所のYuri Grin教授と協力して金属のような柔らかい半導体材料を発見した。しかし、それは金属の良好な延性や屈曲性に似た非常に珍しい機械的特性を有しているか、フレキシブルな電子デバイスに広く使用することができる。この魔法の材料の化学組成はα-Ag2Sである銀原子を含む。
魔法のフレキシブル半導体材料α-Ag2S
関連する研究論文は4月9日に国際学術誌Nature Materialsに掲載されました。
長い間、人々は半導体材料がセラミックスほど脆いと考えていましたが、中国の科学者は最近、α-Ag2S材料が驚くべき性能を発揮することを発見しました。
セラミックスと半導体の加工部分は、通常、微粒子や粉末ですが、α-Ag2Sは外力や大きなひずみで破壊されません。材料の加工部分は金属に類似しており、細長い巻き線フィラメントの一種です。
近年のフレキシブルな電子材料の急速な発展は、可撓性基板上に有機/無機材料の電子デバイスを作製するだけであり、独自の変形能と、情報、エネルギー、医療、防衛などの効率的で低コストの製造プロセスこの分野には、幅広い用途の見通しがあります。
しかしながら、現在の無機材料、特に半導体は脆い材料であり、大きな曲げや大きな変形や引っ張り条件下でのひび割れが起こりやすいため、デバイスの故障につながる。調整可能な性能の範囲は小さく、半導体産業の激しい開発需要に対応することはできません。
不思議な半導体材料α-Ag2Sについての回答者による写真。
フレキシブル電子の応用のために、Shi Xunらの研究者らは、バルク材料よりも大きな変形能を有するα-Ag2S膜を作製した。さらに、数十回または数百回の屈曲後も導電率は変化しなかった。非常に小さい。
それを知って、理由を知ってください。
研究者は、α-Ag2Sの変形は、6個のAg原子に沿って2個のS原子にスリップ、スライド移動中に、この時点で古い銀-S結合が弱くなったり、壊れた、と新しいがあるしていることがわかりましたAG-S結合も生成しているため、低エネルギー障壁のスリップを生じる、摺動時より少ないエネルギーの変動であるAG-Sの結合状態に維持された摺動面との間の力を強化しました同時に、キーイング状態は、これらの摺動面の間に強い力を確実にし、摺動プロセス中の材料の亀裂または解離の発生を回避する。
この特性は他の材料とは明らかに異なっており、摺動時のダイヤモンド材料の障壁が大きすぎるため、すべり面がなく伸びないが、NaClとグラファイト摺動面との相互作用力は小さすぎる。スリッププロセスでは、亀裂が容易に発生し、解離し、完全性を失う。
研究者によれば、良好な摺動特性および延性を有する材料は、2つの基本的条件を満たさなければならない：第1に、外力の作用下で滑ることができる小さなエネルギー障壁を有する滑り面があり、第2に、滑り過程の間である。それに分解はなく、材料の完全性と完全性は依然として維持されています。
彼らはα-Ag2Sに似た他の半導体材料を探しています。
