柔性屏幕、柔性芯片……柔性电子技能未来大年夜有可为

在“硬质”天下里，柔性电子技能大有可为

本报 刘园园

折叠屏手机已上市，柔性芯片也来了，马斯克刚刚发布的脑机接口系统，让可植入大脑的超细柔性电极火了一把。

日前，第二届柔性电子国际学术大会(ICFE 2019)在杭州举行。
会议期间，中国科技新闻学会和光明网还联合举办了以柔性电子技能为主题的第二期“科学麻辣烫”科学沙龙活动。

科技日报采访理解到，朝阳东升的柔性电子技能，要实现与现有电子系统“刚柔并济”，还须冲要破不少寻衅。

力学与封装是两大难题

柔性屏幕、柔性芯片、柔性电极只是柔性电子技能的冰山一角。
实际上，信息技能所涉及的传感、信息传输、信息处理、能源存储等多种环节都有望实现柔性化。

据先容，柔性电子观点最早可追溯至对有机电子学的研究，大约起步于上世纪60年代，当时科研职员试图用有机半导体替代硅等无机半导体，从而使有机电子器件具备柔性特点。

“现在柔性电子技能仍处于起步阶段，研发职员很多时候在考试测验，试图打破传统思路，创造新的领域和家当。
”清华大学柔性电子技能研究中央主任冯雪说。

不难想象，作为一个新兴领域，目前柔性电子技能的研发过程仍充满重重寻衅。

清华大学材料学院副院长沈洋认为，整体而言，目前柔性电子技能紧张面临两个寻衅。
“第一个寻衅是力学问题，柔性电子元器件在反复折叠、波折时会不断承受交变应力，韶光久了随意马虎开裂、出问题，目前紧张通过构造设计战胜这个问题。
”沈洋说，第二个寻衅是电子封装问题，便是把在柔性基板上集成的部件严丝合缝地封装在一起，并实现预期功能。

南洋理工大学材料科学与工程学院教授陈晓东以柔性传感器举例说，一方面，现阶段还缺少可靠的制备工艺实现大规模生产。
另一方面，科学家仍在探索如何让柔性传感器与人体形成可靠的黏附界面层，并具备生物兼容性。
此外，动态耐受性也是柔性传感器面临的主要磨练，由于它常常须要在用户身体处于动态的情形下采集数据。

二维材料或是未来选择之一

在柔性电子器件的材料选择上，科研职员也在不断摸索。

沈洋先容，美国西北大学教授约翰罗杰斯是柔性电子领域的先驱之一，罗杰斯的研究证明，像硅这样原来又硬又脆的材料，在变得非常薄或尺度非常小之后，会具有一定柔性。

这当然是个好。
由于硅在目前半导体材料中占主导地位，把硅基片柔性化，可以说是实现柔性电子系统的“捷径”。

“一代材料一代器件，材料是我们做电子器件最主要的根本之一。
目前我们正在探索将硅基电子元器件柔性化的同时，又担保其高频、高速的导电特性。
”冯雪说。

不过，受摩尔定律制约，硅基半导体的性能险些发挥到淋漓尽致，逐渐靠近天花板。
对付柔性电子领域而言，探索新的适用于不同运用处景的柔性材料，也变得急迫起来。

陈晓东先容，目前国际上对柔性电子材料的选择紧张有两种思路。
一种思路是从传统的无机材料转向有机材料，比如将高分子材料、有机半导体用于柔性电子材料。
另一种思路是将有机材料和无机材料相结合，利用所谓的稠浊材料来研发柔性电子技能。

自石墨烯被制备出来后，由单层原子构成的锡烯、二硫化钼和黑磷等二维材料受到半导体行业关注。
沈洋在接管科技日报采访时表示，二维材料的干系研究也将有益于柔性电子技能发展。

“很多二维材料已经表现出比传统硅材料更加优胜的性能，比如更高的电荷迁移率，更小的功耗等等。
”沈洋认为，研究基于二维材料的柔性电子元器件，可能是未来的发展方向之一。

来源：科技日报