超薄的有機-無機半導體有利於實現可彎曲的手機
澳大利亞國立大學的工程師發明了一種有機-無機材料半導體,這種材料可以非常有效地將電能轉化為光能,並且它足夠薄且足夠柔韌,可以幫助製造像手機這樣的設備(Advanced Materials,「Advanced Materials, "Efficient and Layer-Dependent Exciton Pumping across Atomically Thin Organic–Inorganic Type-I Heterostructures」)。
這項發明還為新一代由可生物降解或易於回收的有機材料製成的高性能電子器件打開了大門,並有望於幫助大幅減少電子廢物。
所述半導體材料,並不能用肉眼觀察到,作為功能性晶體管位於晶元上的金電極中。這種晶元能夠承載將近一千個這樣的晶體管電路。(圖片來源:Jack Fox,澳大利亞國立大學)
世界各地廢棄電子設備產生的大量電子垃圾正在對環境造成不可逆轉的破壞。澳大利亞每年產生20萬噸電子垃圾 - 只有4%被回收利用。
有機組分只有一個原子厚 - 僅由碳和氫組成 - 並形成了由澳大利亞國立大學團隊開發的半導體的一部分。無機組分約有兩個原子厚。該混雜結構可以有效地將電轉換為光,用在手機、電視和其他電子設備的顯示器上。
首席高級研究員Larry Lu副教授表示,這項發明是該領域的重大突破。
「這是我們第一次開發出具有優異半導體特性的超薄電子元件,這是一種有機 - 無機混合結構,薄而且柔韌,足以應對未來的技術,如可彎曲的手機和顯示屏,」 來自澳大利亞國立大學工程學院的Lu副教授說。
最近獲得澳大利亞國立大學 3分鐘論文競賽的博士研究員Ankur Sharma表示,實驗證明了他們的半導體性能比使用硅等無機材料製造的傳統半導體效率更高。
澳大利亞國立大學工程研究院的Sharma先生說:「我們有可能利用這種半導體製造出像當今超級計算機一樣功能強大的手機。」
「我們的半導體結構發出的光線非常清晰,因此它可以用於高解析度顯示器,並且由於材料非常薄,在不久的將來它們可以用於製作可彎曲的屏幕和手機。」
該團隊以與3D列印類似的方式逐個分子地生長有機半導體元件。該過程稱為化學氣相沉積。
「我們刻畫了該發明的光電性能和電子特性來確認其作為未來半導體元件的巨大潛力,」 Lu副教授說。
「我們正在努力大規模發展我們的半導體元件,因此可以與潛在的行業合作夥伴合作實現商業化。」
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