新興半導體：一種透明柔性的單晶硅微框架結構

　　柔性、透明是光電子器件的發展趨勢，柔性透明的器件能夠不易察覺的與其他器件或物體進行集成，在電子皮膚、物聯網、透明柔性顯示器和人工視覺等領域有著巨大的應用潛力。然而，發展新型柔性、透明電子器件首先需要克服的就是材料問題。傳統光電子器件主要是依靠半導體這一成熟的材料體系，但是目前常用的半導體材料都是剛性、脆性、不透明的，難以應用于柔性、透明器件。那么，有無可能使傳統性能優良、技術成熟的半導體材料具備柔性和透明性，從而拓展其應用場景呢？近日，蘇州大學的張曉宏團隊設計并制備了一種透明柔性的單晶硅微框架結構，為這一問題提供了肯定的答案。

　　蘇州大學團隊通過結合濕法刻蝕和微加工技術，從普通硅晶圓出發，設計并制備了單晶硅框架結構，它們具有自支撐、輕質、柔性、透明等特點。在機械性能方面，首先通過將材料厚度減薄使得材料剛性大大降低，然后，通過引入通孔結構進一步減小材料剛性且有利于應力釋放，材料柔性大大提高。不僅如此，該材料還能夠自支撐，不需要依附于襯底。在光學性能方面，在由于獨特的框架結構設計，其對所有波長的光高度透明，透明度可通過結構參數理性調節，最高可達96%。更重要的是，該材料仍然繼承了單晶硅材料優異的光電性能，因此能夠作為制備柔性透明光電子器件的新平臺。

　　進一步地，作為應用實例，基于單晶硅框架結構制備了透明柔性光電探測器，該器件性能非常突出，且是目前報道的唯一一個無襯底的透明柔性光電探測器。無襯底對于集成應用非常重要，因為它不僅可以降低系統重量和復雜性，而且避免了襯底對某些波長光透過的影響。當將該探測器與紫外或紅外光電探測器垂直集成時，不會對其他器件功能造成影響，每個器件都能正常工作，這顯示了自支撐材料以及無襯底柔性透明光電子器件在制備集成系統方面的巨大潛力。

　　該論文發表后，被Wiley雜志社新聞中心Advanced Science News以“next generation semi-conductors”（下一代半導體材料）為題進行了報道。[1]