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《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站（https://scitechdaily.com） 美國(guó)密歇根大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)取得了一項(xiàng)突破性進(jìn)展，首次發(fā)現(xiàn)一種新型硅材料能夠表現(xiàn)出半導(dǎo)體特性。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了硅材料僅能作為絕緣體的傳統(tǒng)認(rèn)知，為柔性電子設(shè)備的發(fā)展開(kāi)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(yōu)異的絕緣性和防水性，長(zhǎng)期被用于生物醫(yī)學(xué)設(shè)備、密封劑等領(lǐng)域。從分子層面來(lái)看，硅材料由硅氧原子交替排列的主鏈（Si-O-Si）構(gòu)成，并通過(guò)交聯(lián)形成不同三維結(jié)構(gòu)。研究團(tuán)隊(duì)在研究硅材料的交聯(lián)方式時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)一種特殊共聚物具有導(dǎo)電潛力。該材料由籠狀結(jié)構(gòu)和線(xiàn)性硅氧烷交替組成，其Si-O-Si鍵角在基態(tài)為140°，激發(fā)態(tài)可拉伸至150°，從而形成電子傳輸通道，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體特性。 此外，這種材料的發(fā)光顏色可通過(guò)調(diào)控聚合物鏈長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)。長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)發(fā)射紅光，短鏈結(jié)構(gòu)發(fā)射藍(lán)光。研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了這一現(xiàn)象：將不同鏈長(zhǎng)的共聚物置于試管中并用紫外光照射，觀(guān)察到了完整的彩虹色帶。這一特性在傳統(tǒng)硅材料中從未出現(xiàn)，因?yàn)榻^緣硅通常為透明或白色。 該研究不僅拓展了硅材料的應(yīng)用范圍，還為下一代柔性電子設(shè)備提供了新的材料選擇。傳統(tǒng)半導(dǎo)體通常為剛性材料，而新型半導(dǎo)體硅材料兼具柔性和可調(diào)控的光學(xué)特性，有望應(yīng)用于柔性顯示屏、可穿戴傳感器甚至智能服裝。相關(guān)成果已發(fā)表于《高分子快速通訊》（Macromolecular Rapid Communications）。 |
