科學家讓絕緣硅變身半導體，柔性電子或迎來革命
發布時間：2025-6-16 18:36
發布者：eechina
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《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com） 美國密歇根大學的研究團隊取得了一項突破性進展，首次發現一種新型硅材料能夠表現出半導體特性。這一發現顛覆了硅材料僅能作為絕緣體的傳統認知，為柔性電子設備的發展開辟了新途徑。 硅油和硅橡膠（如聚硅氧烷和倍半硅氧烷）等硅材料因其優異的絕緣性和防水性，長期被用于生物醫學設備、密封劑等領域。從分子層面來看，硅材料由硅氧原子交替排列的主鏈（Si-O-Si）構成，并通過交聯形成不同三維結構。研究團隊在研究硅材料的交聯方式時，意外發現一種特殊共聚物具有導電潛力。該材料由籠狀結構和線性硅氧烷交替組成，其Si-O-Si鍵角在基態為140°，激發態可拉伸至150°，從而形成電子傳輸通道，實現半導體特性。 此外，這種材料的發光顏色可通過調控聚合物鏈長度實現。長鏈結構發射紅光，短鏈結構發射藍光。研究人員通過實驗驗證了這一現象：將不同鏈長的共聚物置于試管中并用紫外光照射，觀察到了完整的彩虹色帶。這一特性在傳統硅材料中從未出現，因為絕緣硅通常為透明或白色。 該研究不僅拓展了硅材料的應用范圍，還為下一代柔性電子設備提供了新的材料選擇。傳統半導體通常為剛性材料，而新型半導體硅材料兼具柔性和可調控的光學特性，有望應用于柔性顯示屏、可穿戴傳感器甚至智能服裝。相關成果已發表于《高分子快速通訊》（Macromolecular Rapid Communications）。 |
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