Deformabilità dei singoli cristalli di InSe. (A) Struttura cristallina di β-InSe e proiezione sui piani (110) e (001). (B) Cristallo come cresciuto e (C) superficie di scollatura. (D a F) Il cristallo singolo InSe viene trasformato in varie forme senza rompersi. (G) Immagine al microscopio elettronico a scansione (SEM) di una lastra di cristallo piegata. R, raggio. Curve sforzo-deformazione dell'ingegneria della compressione lungo (H) e perpendicolare a (I) l'asse c. La griglia più piccola indica 1 mm in tutte le fotografie. Credito: Scienza (2020). DOI:10.1126/science.aba9778
Un team di ricercatori affiliati a più istituzioni in Cina e uno negli Stati Uniti ha scoperto che i cristalli semiconduttori di seleniuro di indio (InSe) hanno una flessibilità eccezionale. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il gruppo descrive i campioni di test di InSe e ciò che hanno appreso sul materiale. Xiaodong Han con la Beijing University of Technology ha pubblicato un pezzo di Prospettiva che delinea il lavoro del team in Cina nello stesso numero della rivista.
Come notano i ricercatori, la maggior parte dei semiconduttori sono rigidi, il che significa che sono difficili da usare in applicazioni che richiedono superfici diverse o piegature. Ciò ha rappresentato un problema per i produttori di dispositivi portatili che tentano di rispondere alla domanda degli utenti di dispositivi elettronici pieghevoli. In questo nuovo sforzo, i ricercatori in Cina hanno trovato un semiconduttore, Inse, che non è solo flessibile, ma è così flessibile che può essere lavorato utilizzando rulli.
Inse, come suggerisce il nome, è un composto composto da indio (un elemento metallico spesso utilizzato nei touchscreen) e selenio (un elemento non metallico). Il selenio è anche un semiconduttore 2-D, ed è stato messo sotto esame dopo che i ricercatori hanno scoperto che il suo bandgap corrispondeva alla regione visibile nello spettro elettromagnetico. È stato precedentemente studiato per l'uso in applicazioni optoelettroniche speciali. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno esaminato la possibilità di utilizzarlo come semiconduttore in dispositivi elettronici portatili pieghevoli.
Nel testare il materiale, i ricercatori hanno scoperto che la sua deformazione di compressione era di circa l'80% a temperatura ambiente. Hanno anche scoperto che un singolo fiocco composto da circa 10 5 strati di materiale era ancora estremamente flessibile. Ulteriori test hanno mostrato che InSe bulk aveva un bandgap di circa 1,26 eV a temperatura ambiente e una struttura cristallina esagonale a nido d'ape. I suoi strati si sono formati tramite legami covalenti Se-In-In-Se, e gli strati erano tenuti insieme dalle interazioni di Se-Se Van der Waals. Forse la cosa più importante, i ricercatori hanno scoperto che il materiale potrebbe essere prodotto in serie utilizzando la laminazione termomeccanica, dove una successione di rulli sempre più piccoli veniva utilizzata per appiattire e allargare il materiale in sottili fogli continui.
I ricercatori concludono suggerendo che InSe potrebbe essere adatto per l'uso nello sviluppo di dispositivi elettronici deformabili o addirittura flessibili di prossima generazione.
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