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可弯曲和可折叠电子设备

工程师发明了一种由薄的柔性混合材料制成的半导体,在不久的将来可用于电子设备上的显示。

大公司的工程师一直着眼于为电子产品设计可折叠的柔性显示屏 设备 比如电脑和手机。我们的目标是打造一种感觉像纸一样的显示屏,即可以弯曲,但也能以电子方式工作。全球最大的手机制造商之一三星很可能很快就会推出一款柔性手机。他们开发了一种柔性有机发光二极管(OLED)面板,其表面牢不可破。它重量轻,但坚固耐用,可以承受高温。其最显着的特点是,即使设备跌落,该显示屏也不会破裂或损坏——这是当今手机显示屏设计人员面临的最大挑战。普通的液晶显示屏即使在弯曲时也能继续显示,但其内部的液体会发生错位,从而显示出扭曲的图像。新型柔性 OLED 屏幕可以弯曲或弯曲,而不会扭曲显示屏,但它仍然不能完全折叠。未来可以通过使用更灵活的纳米线进一步提高灵活性。量子点发光二极管显示器由于使用纳米晶体来产生高质量的锐利光线,因此更加灵活。显示器仍然必须封装在玻璃或其他材料中以进行保护。

一种构建柔性屏幕的新材料

在最近发表的一项研究中 先进材料 澳大利亚国立大学 (ANU) 的工程师首次开发出一种由有机和无机材料制成的半导体,可有效地将电转化为光。 这种半导体超薄且非常灵活,使其独一无二。 器件的有机部分,半导体的重要组成部分,厚度只有一个原子。 无机部分也很小,大约两个原子厚。 该材料是通过一种称为“化学气相沉积”的过程构建的,类似于根据 3D 描述构建 2 维结构。 该半导体无法用肉眼看到,它位于具有功能晶体管的 1cm x 1cm 芯片上的金电极之间。 一个这样的芯片可以容纳数千个晶体管电路。 电极作为电力输入和输出点。 一旦构造完成,材料的光电和电学特性就被表征。 这种有机和无机成分的混合结构将电转化为光,然后在手机、电视和其他设备上提供显示。 对于更高分辨率的显示器,光发射被认为更清晰、更好。

这种材料可以在不久的将来用于制造可弯曲的设备——例如手机。 屏幕或显示屏损坏在手机中很常见,这种材料可以解决问题。 随着大屏幕智能手机的普及和需求的增长,小时的需求是具有耐用性,使显示屏不易划伤或破裂或掉落等。 混合结构在效率方面优于传统半导体完全由硅制成。 这种材料可以用来制造手机、电视、数字控制台等的屏幕,也许有一天可以制造电脑,或者制造一部像超级计算机一样强大的手机。 研究人员已经在致力于大规模生产这种半导体,以便将其商业化。

处理电子垃圾

预计2018年将产生总计近50万吨电子垃圾(e-waste),而回收的数量非常有限。电子垃圾是指已经达到使用寿命需要丢弃的电子装置和设备,包括旧电脑、办公或娱乐电子设备、手机、电视机等。大量的电子垃圾对环境造成巨大威胁势必会对我们的自然资源和环境造成不可逆转的损害。这一发现是设计具有高性能但由有机“生物”材料制成的电子设备的起点。如果手机由柔性材料制成,将更容易回收。这将减少全球每年产生的电子垃圾。

可折叠和柔性电子设备的未来将非常令人振奋。 工程师们已经在考虑可卷曲的显示器,让设备可以像卷轴一样卷起来。 最先进的显示屏类型是可以像纸一样折叠、弯曲甚至压碎,但可以继续显示整洁的图像。 另一个领域是使用“拉胀”材料,当它们被拉伸时会变得更厚,可以吸收高能量冲击并自我重新调整以纠正任何变形。 这样的设备将是轻便而灵活的。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

夏尔马 A 等人。 2018. 跨原子薄有机-无机 I 型异质结构的高效和层相关激子泵浦。 先进材料. 30(40)。
https://doi.org/10.1002/adma.201803986

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赛欧团队
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