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NTU科学家开发出超薄半导体纤维

上传时间:2024-03-15 17:41:38浏览量:127

随着全球对于半导体重视程度越来越高,作为新加坡第一理工大学,NTU科学家开发出超薄半导体纤维,它具备一定的历史意义,更推动了新加坡纤维技术的发展,下面就随tops留学老师一起走近看看吧!

  一、NTU科学家开发出超薄半导体纤维

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  NTU科学家们已经开发出超薄半导体纤维,可以编织成织物,把它们变成智能可穿戴电子产品。

  这项研究发表在顶级科学杂志《自然》上,符合南洋理工大学2025年五年战略计划中促进创新和将研究转化为造福社会的实际解决方案的承诺。

  NTU电气与电子工程学院(EEE)副教授、该研究的首席研究员Wei Lei表示:“我们高质量半导体纤维的成功制造要归功于我们团队的跨学科性质。半导体纤维制造是一个高度复杂的过程,在研究的不同阶段需要材料科学、机械和电气工程专家的专业知识。合作团队的努力使我们能够清楚地了解所涉及的机制,最终帮助我们打开了无缺陷线程的大门,克服了纤维技术的长期挑战。”

  二、NTU科学家开发出超薄半导体纤维具体经过

  为了制造功能可靠的半导体光纤,它们必须具有柔韧性,并且没有稳定信号传输的缺陷。然而,现有的制造方法会造成应力和不稳定,导致半导体芯中的裂纹和变形,对其性能产生负面影响并限制其发展。

  NTU科学家们进行了建模和模拟,以了解制造过程中应力和不稳定性是如何发生的。他们发现,通过仔细选择材料和在纤维生产过程中采取的一系列具体步骤,可以克服这一挑战。

  他们开发了一种机械设计,并成功制造了100米长的头发般细、无缺陷的纤维,这表明了其市场可扩展性。重要的是,这种新纤维可以用现有的方法编织成织物。

  为了证明这种纤维的高质量和功能性,南洋理工大学的研究团队开发了原型。其中包括一顶智能无边帽,通过手机应用程序上的警报帮助视障人士安全过马路;一种可以接收信息并通过耳机传输的衬衫,就像博物馆的语音导览一样;还有一种智能手表,它的表带可以作为灵活的传感器,与用户的手腕相匹配,即使在进行体力活动时也可以测量心率。

  该团队认为,他们的创新是半导体光纤发展的根本性突破,这种光纤超长耐用,这意味着它们具有成本效益和可扩展性,同时提供出色的电气和光电子性能(意味着它可以感知、传输光并与光相互作用)。

  为了开发无缺陷的纤维,南洋理工大学领导的研究小组选择了常见的半导体材料和合成材料,即硅半导体芯和硅玻璃管,以及锗芯和铝硅酸盐玻璃管。根据材料的属性进行选择,这些属性是相互补充的。这些包括热稳定性、导电性和允许电流流过的能力(电阻率)。

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