特殊材料取代硅造出半導體薄膜 為研制高性能柔性電子器件開辟新途徑

據美國《每日科學》網站報道，美國麻省理工學院的工程師最近開發出一種新技術，他們用一批特殊材料取代硅，制造出超薄的半導體薄膜。新技術為科學家提供了一種制造柔性電子器件的低成本方案，并且得到的電子器件其性能將優于現有硅基設備，有望在未來的智慧城市中大展身手。

如今，絕大多數的計算設備都由硅制成，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、黏土、沙礫和土壤中，雖然其并非地球上最佳的半導體材料，但卻是最容易獲取的。因此，在傳感器、太陽能電池、計算機、智能手機等大多數電子設備中，硅都是占主導地位的材料。

日前，麻省理工學院的工程師們開發出一種名為“遠程外延”的新技術，他們使用一批特殊的材料取代硅，制造出超薄的半導體薄膜。研究人員稱，這種超薄膜有望通過相互層疊，制造出微型、柔性、多功能設備，例如可穿戴傳感器、柔性太陽能電池等，甚至在未來，可以將手機貼到皮膚上。

為演示新技術，研究人員制造出由砷化鎵、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備的成本非常高。

研究人員表示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備。在智慧城市中，小型計算機將變得無處不在，但這需要由更好材料制成的低功耗、高靈敏度計算與感知設備，新研究為獲得這些設備開辟了道路。

相關研究得到了美國國防部高級研究計劃局、能源部、空軍研究實驗室等的支持，研究成果發表于2018年10月出版的《自然·材料學》雜志上。

（《科技日報》）