改進(jìn)塑料半導體理論出爐 有望研制可彎曲手機

據每日科學(xué)網(wǎng)日前報道，消費者一直希望擁有能彎曲的智能手機和平板電腦，但現在的芯片、顯示器等電子元件一般由金屬和無(wú)機半導體組成，因此，科學(xué)家們嘗試著(zhù)用塑料（聚合物）研制出柔性電子設備，但塑料的導電性不強。美國科學(xué)家最近提出改進(jìn)塑料半導體電學(xué)性能的理論和公式，并發(fā)表在美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上，新研究有助于柔性電子設備的問(wèn)世。

　　在上世紀70年代末，有叁位科學(xué)家首次發(fā)現，之前一直被認為不導電的聚合物，在某些特定的情況下也能導電，他們因此摘得2000年諾貝爾化學(xué)獎的桂冠。自此，科學(xué)家們一直希望利用聚合物難得的電學(xué)屬性，制造出彎曲后不會(huì )破碎的電子設備。

　　然而，在使用聚合物半導體進(jìn)行實(shí)驗時(shí)，這些柔性材料展示出了“反常的輸送行為”，也就是說(shuō)，電子流過(guò)系統各部分的速度并不一致。對此，最新研究的領(lǐng)導者、斯坦福大學(xué)化學(xué)工程學(xué)教授安德魯·斯帕克微茲表示：“塑料或聚合物能被很好地彎曲或拉伸，但在分子尺度上，其像一碗意大利面，與各式各樣的硅和其他無(wú)機半導體結構相比，這種結構更加不一致。這種不統一的結構對于聚合物半導體的導電屬性具有重要影響?！?/P>

　　斯帕克微茲和加州大學(xué)的洛德利格·諾列加、斯坦福大學(xué)材料科學(xué)和工程學(xué)教授阿爾伯托·塞列歐制造出了首塊包含有這種分子尺度的多相結構的理論模型，他們希望借此理解、預測并提升半導體聚合物的導電性能。

　　借用這一模型，研究人員發(fā)現，聚合物半導體不同組成部分的導電速率不一樣。他們解釋稱(chēng)，這種速率的多樣性取決于聚合物的組成部分是像一碗意大利面一樣混雜在一起，還是即使被彎曲也仍如高速公路上的車(chē)道一樣比較平直。換句話(huà)說(shuō)，這種使塑料和其他聚合物能夠彎曲的糾纏結構也削弱了其導電能力。

　　新模型也使人們能更好地理解聚合物半導體的柔韌性和導電能力如何達到均衡。另外，研究人員也給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的算法，告訴科學(xué)家們如何控制制造聚合物的過(guò)程，并據此設計出電學(xué)性能獲得改善的材料。

　　斯帕克微茲表示：“一個(gè)能說(shuō)明問(wèn)題的簡(jiǎn)單理論是好的開(kāi)始?！彼a充道，進(jìn)一步的研究工作將有助于科學(xué)家們最終研制出能彎曲的智能手機和可折疊的電子閱讀器。