新兴半导体：一种透明柔性的单晶硅微框架结构

　　柔性、透明是光电子器件的发展趋势，柔性透明的器件能够不易察觉的与其他器件或物体进行集成，在电子皮肤、物联网、透明柔性显示器和人工视觉等领域有着巨大的应用潜力。然而，发展新型柔性、透明电子器件首先需要克服的就是材料问题。传统光电子器件主要是依靠半导体这一成熟的材料体系，但是目前常用的半导体材料都是刚性、脆性、不透明的，难以应用于柔性、透明器件。那么，有无可能使传统性能优良、技术成熟的半导体材料具备柔性和透明性，从而拓展其应用场景呢？近日，苏州大学的张晓宏团队设计并制备了一种透明柔性的单晶硅微框架结构，为这一问题提供了肯定的答案。

　　苏州大学团队通过结合湿法刻蚀和微加工技术，从普通硅晶圆出发，设计并制备了单晶硅框架结构，它们具有自支撑、轻质、柔性、透明等特点。在机械性能方面，首先通过将材料厚度减薄使得材料刚性大大降低，然后，通过引入通孔结构进一步减小材料刚性且有利于应力释放，材料柔性大大提高。不仅如此，该材料还能够自支撑，不需要依附于衬底。在光学性能方面，在由于独特的框架结构设计，其对所有波长的光高度透明，透明度可通过结构参数理性调节，最高可达96%。更重要的是，该材料仍然继承了单晶硅材料优异的光电性能，因此能够作为制备柔性透明光电子器件的新平台。

　　进一步地，作为应用实例，基于单晶硅框架结构制备了透明柔性光电探测器，该器件性能非常突出，且是目前报道的唯一一个无衬底的透明柔性光电探测器。无衬底对于集成应用非常重要，因为它不仅可以降低系统重量和复杂性，而且避免了衬底对某些波长光透过的影响。当将该探测器与紫外或红外光电探测器垂直集成时，不会对其他器件功能造成影响，每个器件都能正常工作，这显示了自支撑材料以及无衬底柔性透明光电子器件在制备集成系统方面的巨大潜力。

　　该论文发表后，被Wiley杂志社新闻中心Advanced Science News以“next generation semi-conductors”（下一代半导体材料）为题进行了报道。[1]