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纖維制成二極管

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:管理員人氣:發(fā)表時間:2015-06-29【

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,二極管是現(xiàn)代電子設(shè)備中的核心元件,麻省理工大學(xué)研究人員成功制造出一種具有二極管功能的精細纖維,并提供了一種將普通自旋半導(dǎo)體材料拉成纖維的工藝技術(shù),有望給未來的高精電子設(shè)備和光子設(shè)備開辟一條制造新途徑。該研究發(fā)表在近日出版的《美國國家科學(xué)院院刊》上。

內(nèi)容來自123456

  新材料拉成復(fù)合纖維

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  目前在寬帶通訊領(lǐng)域,大部分光纖用纖維拉絲技術(shù)來生產(chǎn),但這些技術(shù)會受到材料的限制,只有在合適溫度下才能將所用材料拉成絲。而新研究展示了在拉絲過程中將新材料合成復(fù)合纖維的方法,包括那些熔點高的普通纖維。

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  研究人員解釋說,在拉絲之前需要準備一種粗加工的預(yù)成品,比如一個較大的玻璃棒,類似于所生產(chǎn)纖維的特大號模型。把該預(yù)成品加熱,讓它變得像太妃糖一樣柔軟黏稠,然后拉成纖維。雖然材料的尺寸比預(yù)成品大大減小,但組成成分保持不變。他們所用的預(yù)成品中包含了硒、硫、鋅和錫,還打算涂上一層高分子材料,拉絲過程是在260攝氏度中完成的,而結(jié)合這些材料形成的纖維包含了硒化鋅,這種化合物的熔點高達1530攝氏度,具有非常重要的電學(xué)屬性和光學(xué)屬性。包含硒化鋅的復(fù)合纖維能作為光子線路,就像傳統(tǒng)電路中的電子流動,只不過把電子換成了光束。

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  論文合著者、麻省理工大學(xué)博士后尼古拉斯·奧夫說,以前所有關(guān)于纖維拉絲的方法,對他們所用的新材料都不起作用。只有用新方法,新材料才能拉絲成型。最后的成品纖維很簡單,但卻有二極管半導(dǎo)體設(shè)備的功能,只能單向?qū)щ?。此前的二極管都無法用這種方法制造。 123,123

  奧夫表示,研究還表明,也可以用以前從未考慮過的其他材料來組合拉成纖維。因為纖維材料的物理結(jié)構(gòu)和在預(yù)成品中是一樣的,我們最終有望利用這些纖維自身的結(jié)構(gòu),組合出更多更復(fù)雜的電路。這種纖維可以作為光線、溫度或其他環(huán)境下的傳感器,還能用于紡織,比如織成太陽能電池布料。 123,123

  向“全能纖維”邁出重要一步

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  新研究起始于“一根纖維可以精細到什么程度”這一最基本的問題。領(lǐng)導(dǎo)該研究的約爾·芬克說,最近幾十年里,人們在制造各種形式的電子設(shè)備方面取得了很大進步,但在整體的功能性、纖維精度與織造技術(shù)等方面卻少有進展,還在用人類早期發(fā)明的形式。新研究有望使纖維拉絲也成為一種人工合成新材料的絕佳途徑。 123456

  研究人員制造出了15種各不相同的纖維二極管設(shè)備,如果進一步研究“還可能得到上百種”,最終能把它們互相連接起來形成電路。 本文來自123

  克萊姆森大學(xué)光學(xué)材料科學(xué)與工程技術(shù)中心主管約翰·巴雷托教授補充說:“近來人們開始關(guān)注半導(dǎo)體光纖的潛在應(yīng)用,它結(jié)合了光電子和半導(dǎo)體兩方面優(yōu)點。將通常無法直接編織的材料制成織物,使纖維也能作為一種微型固態(tài)化學(xué)反應(yīng)器。這也創(chuàng)造了更多機會,可以看做是邁向“全能纖維”的重要一步,能產(chǎn)生、傳播、傳感并控制光子、電子以及聲子。” 123,123

 
 

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