異質材料結合製成的電子產品
科技產業資訊室 (iKnow) - 黃松勳 發表於 2018年10月25日
圖、麻省理工學院的研究人員開發出超薄半導體薄膜
在Nature Materials期刊上報導，麻省理工學院的研究人員利用石墨烯開發出超薄半導體薄膜的製程技術。研究人員製造了由砷化鎵、氮化鎵和氟化鋰製成的柔性薄膜，使材料的性能比矽表現更好，且該技術可用於製造低成本、高性能的裝置，如柔性太陽能電池、可穿戴計算機和傳感器。
研究人員利用遠距磊晶(remote epitaxy)技術，以石墨烯作為生產半導體材料的基底，控制成長砷化鎵晶體，鎵和砷的原子似乎以某種方式與下面的原子層相互作用，長成與基底材料相同結構的單晶，形成精確的複製品，且容易從石墨烯層上被剝離。此技術提供了一種經濟實惠的方法來製造多個砷化鎵薄膜。
研究人員試圖將遠距磊晶應用於矽、鍺，但其原子無法與石墨烯相互作用，所以無法長成與石墨烯相同結構的晶體。因矽和鍺位於元素週期表的同一族(IVB)的兩個元素，屬於中性離子材料，表示它們沒有極性。
透過利用遠距磊晶來成長具有不同極性的半導體材料來測試他們的假設(中性：矽和鍺；輕微極化：砷化鎵；高度極化：氟化鋰)。他們發現，極性程度越大，原子相互作用越強，甚至多層石墨烯情況下，也能夠生產出幾十到幾百奈米的柔性薄膜。若以具有極性原子的六方氮化硼(hBN)作為基底，測試成長各種極性材料，即使磊晶材料都是高度極化，也不能完全與基底hBN相互作用，這表示磊晶材料與基底材料間的極性相互作用，決定了原子能否排列成基底晶體的結構。
研究人員表示，這項新技術為製造任意組合的半導體柔性電子元件提供了一種經濟有效的方法，且性能比目前的矽基元件更好，也為未來的微小化、低功耗、高靈敏性的行動計運算和感測裝置鋪平了道路。 (650字；圖1)
參考資料：
Route to flexible electronics made from exotic materials. Science Daily，2018/10/8
Polarity governs atomic interaction through two-dimensional materials. Nature Materials，2018/10/8
本站相關資料：
1.超潤滑材料-奈米鑽石與二維材料的結合
2.前瞻技術脈動：先進奈米材料(201802)
3.國研院開發物聯網晶片自供電技術
4.無機半導體在黑暗中呈現可塑性
5.SEMI：全球半導體封裝材料市場規模達167億美元
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1.科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述，僅為提供更多訊息，也不構成任何投資建議。
2.著作權所有，非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載，本中心保留一切法律追訴權利。
|