新材料：スマートウェアリング及び極端環(huán)境応用

中國(guó)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(guó)科學(xué)院外國(guó)人院士の高華健チーム、中國(guó)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(wú)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(wú)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(zhǎng)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(wú)機(jī)半導(dǎo)體繊維の熱引張製造過(guò)程における多材料系応力不整合と流體不安定性問(wèn)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(cǎi)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(lèi)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(wú)機(jī)半導(dǎo)體コアの延伸製造過(guò)程における亀裂結(jié)晶のない長(zhǎng)期的な科學(xué)的難題を突破した。?

研究活動(dòng)は中國(guó)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