目前,智能手机的大多数部件都是由硅和其它化合物制成的,这些化合物价格昂贵,容易破碎,全球去年销售了近15亿部智能手机,制造商正在寻找更耐用,成本更低的产品。皇后大学数学与物理学院的Elton Santos博士与斯坦福大学,加利福尼亚大学和日本国家材料科学研究所等一批顶尖科学家合作,共同创造出新的动态能够以前所未有的速度导电的混合设备,具有轻便、耐用且易于在大型半导体工厂中制造。
该项目最初从模拟方面开始,Santos博士预测这种hBN、石墨烯和C60的组装可以产生具有新的物理和化学性质的固体。研究团队发现通过将半导体分子C60与层状材料(如石墨烯和hBN)相结合,可以生产独特的材料技术,从而彻底改变了智能设备的概念。组合成功的原因是hBN为石墨烯提供稳定性、电子兼容性和隔离电荷,而C60可以将阳光转化为电力。任何智能设备都将受益于这种组合,制成了自然界不存在的独特功能的材料。这个过程允许化合物聚集在一起并以预先定义的方式组装称为范德瓦尔斯固体。
研究结果表明,这种新的“奇迹材料”与硅具有相似的物理特性,但它具有改进的化学稳定性、亮度和柔韧性,可能被用于智能设备,并且不太可能破裂。也可能因为器件架构可能会改善电池寿命和减少电震,意味着设备比以前使用更少的能量。
目前研究还需要解决的一个问题是石墨烯和新材料结构缺乏“带隙”,这是电子设备执行的开-关切换操作的关键。而 Santos博士的团队已经在寻找潜在的解决方案-过渡金属硫化物(TMDs),使用这些发现将增加TMD的附加功能绕过了带隙的问题,实现一个真正的晶体管。目前这些都是一个热门话题,因为它们的化学性质稳定,有大量的原料生产和硅胶带的差距很大。
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