中国科学家发现奇特半导体材料或使柔性屏成为现实

　　柔性电子产品的概念提出来已经很久了不过受限于材料的限制一直没能够得到实现，不过近日中国科学家发现了一种奇特的半导体材料或将改变这一现况。
　　中国科学院上海硅酸盐研究所史迅研究员、陈立东研究员与德国马普所的YuriGrin教授等合作，率先发现了一种像金属一样“柔软”的半导体材料：它是一种典型的半导体，但却具有非常反常的、和金属类似的力学性能良好的延展性和可弯曲性，或可广泛应用于柔性电子设备中。这一神奇材料的化学成分中含有银原子，为Ag2S。
　　相关研究论文4月9日在线发表在国际学术期刊《自然材料学》杂志（NatureMaterials）。
　　长期以来，人们以为半导体材料都像陶瓷一样脆。但中国科学家最新发现的Ag2S材料，其性能令人惊讶。
　　一般陶瓷和半导体的加工碎片则为细小颗粒或粉末，但Ag2S在外力和大应变下，也不会破碎。其材料的加工碎片和金属类似，是一片片细长的缠绕丝状物。
　　近年来迅速发展的柔性电子材料，只是将有机无机材料电子器件制作在柔性衬底上。即便如此，它们独特的可变形性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。
　　然而，目前的无机材料尤其是半导体均为脆性材料，在大弯曲和大变形下，或者拉伸状况下极易发生断裂进而导致器件失效；此外，有机半导体相对无机半导体迁移率较低，且电学性能可调范围较小，无法满足半导体工业的蓬勃发展需求。
　　针对柔性电子的应用，史迅等研究人员制备了Ag2S薄膜，它比块体材料具有更大地变形能力。而且，在数十、上百次弯曲后，其导电性能基本维持不变或变化很小。
　　研究人员发现，在Ag2S变形、滑移过程中，2个S原子沿着6个Ag原子构成的滑轨移动，此时不断有旧的AgS键减弱甚至断裂，而又有新的AgS键加强甚至生成。因此，其滑移面之间的作用力一直维持在AgS的成键状态，其在滑移过程中能量波动较小，导致了小的滑移能量势垒；同时该成键状态保证了这些滑移面之间较强的作用力，避免了在滑移过程中裂纹的产生甚至材料的解离。
　　这一性质与其他材料明显不同。金刚石材料在滑移过程中的势垒太大，所以，不存在滑移面，无法延展。而NaCl、石墨的滑移面之间的作用力太小，材料在滑移过程中很容易产生裂纹，从而解离，丧失完整性。
　　研究人员表示，一个具有良好滑移能力和延展性的材料必需满足两个基本条件：一是存在能量势垒较小的滑移面，能够在外力的作用下发生滑动；二是在滑移过程中不发生分解，仍然维持材料的整体性、完整性。
　　他们正在寻找其他类似于Ag2S的半导体材料。