一、科研破冰，脆性半導(dǎo)體展現(xiàn)塑性奇跡

6 月 2 日消息，據(jù)中國科學(xué)院官方微博援引《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所史迅研究員、陳立東院士團(tuán)隊(duì)，攜手上海交通大學(xué)魏天然教授團(tuán)隊(duì)，取得了一項(xiàng)振奮人心的科研成果 。他們發(fā)現(xiàn)一類特殊的脆性半導(dǎo)體，在 500K 的溫度下，竟擁有良好的塑性變形和加工能力，成功打破了傳統(tǒng)半導(dǎo)體加工的困境。

二、傳統(tǒng)難題，室溫加工阻礙重重

半導(dǎo)體材料因具備豐富且可調(diào)的功能特性，在現(xiàn)代科技中占據(jù)著舉足輕重的地位 。然而，在室溫環(huán)境下，其加工成本高昂，工藝流程極為復(fù)雜，嚴(yán)重依賴一系列精細(xì)制備與精密加工技術(shù)。近年來，雖有部分具有室溫塑性的無機(jī)半導(dǎo)體材料被發(fā)現(xiàn)，但種類稀缺，物理性能也難以契合半導(dǎo)體行業(yè)廣泛的應(yīng)用需求。

三、溫加工問世，開啟高效制備新篇

研究團(tuán)隊(duì)驚喜發(fā)現(xiàn)，一系列典型的窄禁帶無機(jī)半導(dǎo)體，在略高于室溫的條件下，可進(jìn)行輥壓軋制、平板壓、擠壓等塑性 “溫加工” 。令人贊嘆的是，加工后的材料完美保留了塊體優(yōu)良的物理性能。實(shí)驗(yàn)有力證明，塑性溫加工方法在制造高質(zhì)量半導(dǎo)體膜方面優(yōu)勢顯著：能避免襯底帶來的限制與額外成本；可在微米至毫米范圍內(nèi)靈活調(diào)控薄膜厚度；制備出的薄膜結(jié)晶性良好，元素分布均勻，將塊體材料優(yōu)異可調(diào)的物理性能很好地繼承下來 。

四、揭示機(jī)理，提出創(chuàng)新物理模型

經(jīng)微結(jié)構(gòu)分析表明，此類材料在略高于室溫時(shí)發(fā)生的塑性變形，主要源于晶粒重整變形以及晶格扭轉(zhuǎn)畸變 ?；诖耍芯繄F(tuán)隊(duì)進(jìn)一步提出變溫塑性模型，用于精準(zhǔn)計(jì)算與預(yù)測無機(jī)非金屬材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度，且該模型得出的結(jié)論與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)高度吻合。

五、應(yīng)用廣闊，能源器件潛力巨大

研究團(tuán)隊(duì)指出，通過塑性溫加工方法獲得的高性能自支撐半導(dǎo)體，在電子和能源器件領(lǐng)域前景廣闊 。以熱電能量轉(zhuǎn)換為例，團(tuán)隊(duì)選取 3 種高性能熱電材料的輥壓薄片，成功研制出兩種面外型薄膜熱電器件，其最大歸一化功率密度約為先前報(bào)道的同類基薄膜熱電器件的兩倍，展現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用潛力 。

半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展日新月異，億配芯城（ICgoodFind）將密切關(guān)注科研成果轉(zhuǎn)化動(dòng)態(tài)，為行業(yè)發(fā)展注入新活力 。