西安交大发现无机半导体的超常塑性

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  近日,西安交通大学材料学院单智伟教授团队与上海交通大学、中国科学院上海硅酸盐研究所等单位合作,在无机塑性半导体领域取得重大突破,相关成果以《二维结构范德华半导体InSe块体单晶的超塑性》为题发表在著名国际期刊《科学》(Science)上。该研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目支持。

  据介绍,当前,柔性电子蓬勃发展,推动着社会信息化和智能化的发展进程。作为柔性电子器件的核心,半导体材料期望具有良好的电学性能与可加工能力。然而,现有的无机半导体尽管电学性能优异,但其机械加工和变形能力较差;有机半导体虽具有良好的变形能力,但电学性能普遍低于无机材料。开发兼具良好电学和力学性能的新型半导体必然会推动柔性电子的迅速发展。

  面对这一难题,该团队经过研究发现,二维结构范德华半导体InSe在单晶块体形态下具有超常规的塑性,不同于多晶形态下的脆性行为,InSe单晶二维材料在块体形态下可以弯折、扭曲而不破碎,甚至能够折成“纸飞机”、弯成莫比乌斯环,表现出罕见的大变形能力。

  单智伟教授介绍,这种既拥有传统无机非金属半导体的优异物理性能,又可以像金属一样进行塑性变形和机械加工,可在柔性和可变形热电能量转换、光电传感等领域有着广阔的应用前景。

  (本报记者 周励)

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