柔軟，甚至可折疊的柔性電子設(shè)備,，比如柔性手機(jī)屏,，甚至柔軟的手機(jī)等,，是很多人期待已久的新裝備,。但受限于半導(dǎo)體材料的脆性，可能帶來(lái)一場(chǎng)電子技術(shù)革命的柔性電子技術(shù)和生產(chǎn)工藝,，還面臨著巨大挑戰(zhàn),。中國(guó)科學(xué)家日前又攻下一城：他們的最新研究成果有望打破這一瓶頸。

　　中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所史迅研究員,、陳立東研究員與德國(guó)馬普所的Yuri Grin教授等合作,，率先發(fā)現(xiàn)了一種像金屬一樣“柔軟”的半導(dǎo)體材料：它是一種典型的半導(dǎo)體，但卻具有非常反常的,、和金屬類似的力學(xué)性能——良好的延展性和可彎曲性,，或可廣泛應(yīng)用于柔性電子設(shè)備中。這一神奇材料的化學(xué)成分中含有銀原子,，為α-Ag2S,。

　　原理圖。神奇柔性半導(dǎo)體材料α-Ag2S

　　相關(guān)研究論文4月9日在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·材料學(xué)》雜志（Nature Materials）,。

　　長(zhǎng)期以來(lái),，人們以為半導(dǎo)體材料都像陶瓷一樣脆。但中國(guó)科學(xué)家最新發(fā)現(xiàn)的α-Ag2S材料,，其性能令人驚訝,。

　　一般陶瓷和半導(dǎo)體的加工碎片則為細(xì)小顆粒或粉末,，但α-Ag2S在外力和大應(yīng)變下,，也不會(huì)破碎。其材料的加工碎片和金屬類似,，是一片片細(xì)長(zhǎng)的纏繞絲狀物,。

　　近年來(lái)迅速發(fā)展的柔性電子材料，只是將有機(jī)/無(wú)機(jī)材料電子器件制作在柔性襯底上,。即便如此,，它們獨(dú)特的可變形性以及高效、低成本制造工藝,，在信息,、能源、醫(yī)療、國(guó)防等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景,。

　　然而,，目前的無(wú)機(jī)材料尤其是半導(dǎo)體均為脆性材料，在大彎曲和大變形下,，或者拉伸狀況下極易發(fā)生斷裂進(jìn)而導(dǎo)致器件失效,；此外，有機(jī)半導(dǎo)體相對(duì)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體遷移率較低,，且電學(xué)性能可調(diào)范圍較小,，無(wú)法滿足半導(dǎo)體工業(yè)的蓬勃發(fā)展需求。

　　神奇半導(dǎo)體材料α-Ag2S

　　針對(duì)柔性電子的應(yīng)用,，史迅等研究人員制備了α-Ag2S薄膜,，它比塊體材料具有更大地變形能力。而且,，在數(shù)十,、上百次彎曲后，其導(dǎo)電性能基本維持不變或變化很小,。

　　知其然,，知其所以然。

　　研究人員發(fā)現(xiàn),，在α-Ag2S變形,、滑移過(guò)程中，2個(gè)S原子沿著6個(gè)Ag原子構(gòu)成的滑軌移動(dòng),，此時(shí)不斷有舊的Ag-S鍵減弱甚至斷裂,，而又有新的Ag-S鍵加強(qiáng)甚至生成。因此,，其滑移面之間的作用力一直維持在Ag-S的成鍵狀態(tài),，其在滑移過(guò)程中能量波動(dòng)較小，導(dǎo)致了小的滑移能量勢(shì)壘,；同時(shí)該成鍵狀態(tài)保證了這些滑移面之間較強(qiáng)的作用力,，避免了在滑移過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生甚至材料的解離。

　　這一性質(zhì)與其他材料明顯不同,。金剛石材料在滑移過(guò)程中的勢(shì)壘太大，所以,，不存在滑移面,，無(wú)法延展。而NaCl,、石墨的滑移面之間的作用力太小,，材料在滑移過(guò)程中很容易產(chǎn)生裂紋，從而解離，喪失完整性,。

　　研究人員表示,，一個(gè)具有良好滑移能力和延展性的材料必需滿足兩個(gè)基本條件：一是存在能量勢(shì)壘較小的滑移面，能夠在外力的作用下發(fā)生滑動(dòng),；二是在滑移過(guò)程中不發(fā)生分解,，仍然維持材料的整體性、完整性,。

　　他們正在尋找其他類似于α-Ag2S的半導(dǎo)體材料,。