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美国国家科学基金会授予美高校160万美元,研发非晶态氧化物半导体,开启柔性显示器等新应用

www.p-e-china.com 2017/10/9 12:59:02 来源:大国重器 电力电子论坛|免费发布产品

  美国密苏里科技大学物理学教授Julia E. Medvedeva领导的研究团队近期从美国国家科学基金会(NSF)获得160万美元,来研发非晶态氧化物半导体的特性,并为其他研究者建立可开放访问的数据库。

 

  项目概述

  该项目为期4年,是NSF“设计材料来变革和工程化我们的未来”(DMREF)项目的一部分,研究团队包括来自西北大学的研究人员。该项目希望激励一类新型半导体材料的研发和商业化,该半导体材料性能可超越硅基晶体管,并带来柔性显示屏等新应用。

  研究对象

  Medvedeva研发的氧化物半导体材料将展现看似矛盾的特性,如透光性和导电性。这些特性使得半导体成为平板显示器的理想材料,消耗更少的功率的同时产生更明亮的图像。Medvedeva表示,氧化物半导体允许电子能够以比硅材料更快的速度传输,达到非晶态硅电子迁移率的50倍,这可以实现更高的像素密度,反过来带来更好的屏幕分辨率。由于这些氧化物的非晶态能够在室温下及多种衬底材料上生长,他们能够以比硅或其他晶体材料更大的规模和更低成本制造。

  研究内容

  通过NSF投资,Medvedeva将研发计算机模型来展现非晶态氧化物某种条件下的原子级反应。“我们将通过寻找原子如何放到一起的方式来开始研究,因为结构决定每一件事。”

  研究挑战

  Medvedeva说:“非晶态氧化物材料有很多优势,但我们对其特性的有趣组合的基础性了解非常有限。”非晶态材料的混乱无序的结构使得对其研究极具挑战,因为他们无法减少到一套有序的组成块。

  潜在应用

  Medvedeva说,“这是非常基础性研究。”但研究结果能够支持柔性平板显示屏、可穿戴电子、家居和汽车的智能窗户、太阳能面板的发展,该新型太阳能面板能够在平面上卷曲以尽可能捕获更多太阳光。

  Medvedeva表示,物理学家和材料科学家关于非晶态材料所知道的是“他们有一个光滑的平面,没有纹理。他们具有机械灵活性”,意味着他们能够弯曲或扭曲。想象一下柔性太阳能电池能够在屋顶甚至整个建筑物上卷曲。他们同样能够调谐到或者反射、传输或吸收光,该特性能够促进智能窗户等其他应用的发展。

  相关文献

  在今年8月份,Medvedeva和东北大学研究人员Bruce Buchholz和Robert P.H. Chang在《先进电子材料》上发表了关于该主题的文章,题目是“Recent Advances in Understanding the Structure and Properties of Amorphous Oxide Semiconductors”。

 

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