新材料：スマートウェアリング及び極端環(huán)境応用

中國科學(xué)院深セン先進(jìn)技術(shù)研究院材料所光子情報(bào)?エネルギー材料研究センター楊春雷課題グループ陳明研究チームは、シンガポール南洋理工大學(xué)教授の魏磊氏と中國科學(xué)院外國人院士の高華健チーム、中國科學(xué)院蘇州ナノ研究所研究員の張其沖チームと共同で、「自然」（Nature）にHigh-qualitySemiconductor Fibres via Mechanical Designの研究論文。本研究は熱引張プロセスに基づく高品質(zhì)半導(dǎo)體シリコン、ゲルマニウム繊維の大規(guī)模生産の製造技術(shù)を報(bào)告し、シリコン、ゲルマニウムなどの伝統(tǒng)的な脆性半導(dǎo)體の繊維化と柔軟性化を?qū)g現(xiàn)し、光電繊維pn接合を例にフレキシブル電子領(lǐng)域における半導(dǎo)體繊維の革新的な応用を?qū)g証した。?

1次元繊維は新興の無機(jī)半導(dǎo)體材料の応用形態(tài)として、細(xì)くて柔らかい獨(dú)特な優(yōu)位性を持っている。それはフレキシブル電子デバイスと人々の日常の衣服のシームレスな融合、フレキシブル電子デバイスと日常生活の無感リンクに新しい可能性を提供した。しかし、高速かつ大長の高品質(zhì)半導(dǎo)體繊維製造技術(shù)は科學(xué)界の挑戦である。

本研究は伝統(tǒng)的な光ファイバ製造及び熱引張製造技術(shù)からインスピレーションを得て、単一材料繊維の熱引張製造法を多材料の製造技術(shù)に拡張し、そして固體力學(xué)と流體力學(xué)の角度から、無機(jī)半導(dǎo)體繊維の熱引張製造過程における多材料系応力不整合と流體不安定性問題を解決し、毎分?jǐn)?shù)メートル?數(shù)十メートルの高速延伸による數(shù)百メートルに及ぶSi／Ge半導(dǎo)體繊維の製造戦略を?qū)g現(xiàn)した。研究はさらに収束熱引張法を採用し、一本の毛髪糸の太さの繊維內(nèi)に絶縁體、導(dǎo)體と半導(dǎo)體の間の緊密で安定した材料界面を構(gòu)築し、一次引張と同時(shí)にデバイスの組み立てとパッケージを完成し、形成された光電気繊維検出器は極端な環(huán)境下で優(yōu)れた安定性を示し、水中3000メートル以上の圧力環(huán)境下で安定して動(dòng)作することができる。?

この柔軟で安定した「ヘアフィラメント」型センサーは、単獨(dú)で使用することもでき、生地に編み込むこともでき、被動(dòng)式の衣類を成功エネルギー性の「スマート」な著用にすることができる。この研究は初めて「コア?クラッド」の力學(xué)的相互作用を明らかにし、半導(dǎo)體繊維の延伸の普遍的な戦略を提案し、無機(jī)半導(dǎo)體コアの延伸製造過程における亀裂結(jié)晶のない長期的な科學(xué)的難題を突破した。?

研究活動(dòng)は中國科學(xué)院青年革新促進(jìn)會(huì)、広東省、深セン市などの支持を得ている。?

高品質(zhì)Si/Ge半導(dǎo)體繊維

インテリジェントな服裝及び極端な環(huán)境応用