據(jù)美國《每日科學》網(wǎng)站報道,美國麻省理工學院的工程師最近開發(fā)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(yōu)于現(xiàn)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(shù)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(shù)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(fā)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(fā)表于2018年10月出版的《自然·材料學》雜志上。
(《科技日報》)