特殊材料取代硅造出半导体薄膜 为研制高性能柔性电子器件开辟新途径

据美国《每日科学》网站报道，美国麻省理工学院的工程师最近开发出一种新技术，他们用一批特殊材料取代硅，制造出超薄的半导体薄膜。新技术为科学家提供了一种制造柔性电子器件的低成本方案，并且得到的电子器件其性能将优于现有硅基设备，有望在未来的智慧城市中大展身手。

如今，绝大多数的计算设备都由硅制成，硅是地球上含量第二丰富的元素，仅次于氧。硅以各种形式存在于岩石、黏土、沙砾和土壤中，虽然其并非地球上最佳的半导体材料，但却是最容易获取的。因此，在传感器、太阳能电池、计算机、智能手机等大多数电子设备中，硅都是占主导地位的材料。

日前，麻省理工学院的工程师们开发出一种名为“远程外延”的新技术，他们使用一批特殊的材料取代硅，制造出超薄的半导体薄膜。研究人员称，这种超薄膜有望通过相互层叠，制造出微型、柔性、多功能设备，例如可穿戴传感器、柔性太阳能电池等，甚至在未来，可以将手机贴到皮肤上。

为演示新技术，研究人员制造出由砷化镓、氮化镓和氟化锂材料组成的柔性薄膜。砷化镓、氮化镓和氟化锂材料的性能比硅更好，但迄今为止，用这些材料制造功能性设备的成本非常高。

研究人员表示已开辟出一条新途径，能用许多不同于硅的材料制造柔性电子设备。在智慧城市中，小型计算机将变得无处不在，但这需要由更好材料制成的低功耗、高灵敏度计算与感知设备，新研究为获得这些设备开辟了道路。

相关研究得到了美国国防部高级研究计划局、能源部、空军研究实验室等的支持，研究成果发表于2018年10月出版的《自然·材料学》杂志上。

（《科技日报》）